|
|
Vysokorychlostní optické přenosové systémy
Pekárková, Kateřina ; Číž, Radim (oponent) ; Münster, Petr (vedoucí práce)
Diplomová práce je zaměřena na vysokorychlostní optické spoje využívající k přenosu optická vlákna a přenosové systémy s rychlostí nad 100\,Gb/s. V první části práce je rozebrána teorie oblasti optických vysokorychlostních spojů, obzvláště je práce zaměřena na koherentní typ datových přenosů. Dále jsou popsány modulační a multiplexovací formáty, chromatická disperze, vidová i polarizační vidová disperze, útlum optického vlákna a nelineární jevy. Teoretická část práce se zabývá také popisem rozdílů koherentního a nekonerentního způsobu přenosu a popisem koherentního vysokorychlostního optického přenostu a jeho komponent. Praktická část obsahuje dvě laboratorní úlohy, které pomocí simulací v prostředí VPIphotonics porovnávají dvoustavovou a vícestavovou modulaci pro systémy s přenosovou rychlostí 10\,Gbit/s a 100\,Gbit/s. Vlastnosti těchto modulací jsou demonstrovány pomocí diagramů oka rozhodnutí, konstelačního diagramu a hodnoty bitové chybovosti pro různé délky optického vlákna, které jsou výstupem simulačního prostředí.
|
|
|
Návrh a vývoj desky hardwarového akcelerátoru náročných výpočtů s více FPGA
Zach, Petr ; Levek, Vladimír (oponent) ; Šťáva, Martin (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá návrhem a vývojem desky plošných spojů s více FPGA obvody propojených vysokorychlostní sběrnicí. Cílem práce je navrhnout a vyvinout zařízení, které bude schopno urychlit výpočty softwarově-náročných algoritmů v různých oblastech, jako je například zpracování obrazu, strojové učení, kryptografie a další algoritmy z oblasti digitálního zpracování signálů. První kapitola představuje oblast hardwarové akcelerace, zaměřuje se na vlastnosti čipů používaných v této oblasti a porovnává je. Druhá kapitola zkoumá možnosti hardwarových akcelerátorů na trhu. Třetí kapitola popisuje samotný návrh proprietárního hardwarového akcelerátoru. Nejprve je představen koncepční návrh, který vysvětluje strukturu výsledného zařízení. Následně je podrobně popsán návrh prototypu tohoto zařízení a jeho implementace na DPS.
|
|
|
Automatická detekce zlomení nástroje při děrování plechů
Kluz, Jan ; Rajchl, Matej (oponent) ; Brablc, Martin (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá návrhem a následnou implementací systému automatické detekce zlomení razníku při procesu děrování plechů razníkem o malých rozměrech (0.5 x 12 mm). Navrhovaný systém má význam pro výrazné ulehčení práce operátora, zrychlení procesu výroby a rovněž šetření finančních prostředků firmy. V první části práce je předvedena řešena problematika. Následuje stručný teoretický úvod do oblasti digitálního zpracování signálu. V další části jsou prezentovány metody vyvinuté za účelem detekce signálu zlomení včetně pomocných algoritmů. Jedná se o metodu frekvenčních špiček, frekvenčních pásem, autokorelace, metody frekvenční korelace, klasifikaci strojovým učením včetně hlubokého strojového učení. Z použitých metod dosáhla nejlepších výsledků metoda hlubokého strojového učení neuronové sítě. Pro účely navržení klasifikačního systému byly použity charakteristiky z časové a frekvenční oblasti. Je popsána rovněž možnost prediktivní údržby nástroje včetně rešerše této oblasti v moderním průmyslu. Prezentovány jsou pak dosažené výsledky a jejich stručné zhodnocení. V poslední části se nachází popis procesu implementace celého systému do realtime podoby a jeho propojení s děrovacím lisem pomocí mikrokontroléru Arduino Uno a vytvořeného vstupně-výstupního signálového obvodu. Navrhovaný systém se povedlo sestavit, otestovat a uvést do zkušebního provozu.
|
|
|
Digitální zpracování signálu pomocí programovatelných hradlových polí
Vykydal, Jan ; Kubíček, Michal (oponent) ; Kolka, Zdeněk (vedoucí práce)
Tato práce se věnuje návrhu, realizaci a testování zařízení, které provádí spektrální analýzu gama záření na základě vyhodnocování pulzů ze scintilačního detektoru. Ty jsou po zesílení zdigitalizovány a jejich další zpracování probíhá číslicově v hradlovém poli, což umožňuje snadnou případnou budoucí modifikaci funkce vyvinutého zařízení. Po úvodu do problematiky spektroskopie gama záření se zaměřením na jeho detekci se práce věnuje vývoji hardwaru multikanálového analyzátoru, jehož jednotlivé části jsou postupně rozebrány. Dále je popsán vývoj číslicového systému pro zpracování signálu v programovatelném hradlovém poli. Následuje rozbor firmwaru řídícího mikrokontroléru a textového protokolu pro ovládání zařízení. Na závěr jsou diskutovány výsledky práce zejména testovacího měření gama záření.
|
|
|
Vyhledávání homologních genů pomocí metod zpracování signálů
Kamar, Yana ; Jugas, Robin (oponent) ; Maděránková, Denisa (vedoucí práce)
Práce obsahuje teoretický úvod do molekulární biologie a genetiky na potřebné úrovní, včetně popisu stavby DNA a homologních genů. Jsou popsané pevné a fyzikálně- chemické typy mapování nukleotidů, metody zpracování digitálních signálů. V prostředí MATLAB byli naprogramované numerické reprezentace genů, jmenovitě: rozbalená a kumulovaná fáze, denzitní vektory. S použitím rozbalené fáze a denzitních vektorů s různou délkou bylo uskutečněno vyhledávání CDS úseku v celém genomu pomocí metrických vzdálenosti (euklidovské a canberrské) a korelace. Dále s použitím metrických vzdálenosti byl vyhledán homologní gen v více či méně podobných bakteriálních genomech. Výsledkem je orientační práh vzdálenosti(euklidovské a canberrské) pro nalezení homologních genů v genomech.
|
|
|
Výzkum dynamických parametrů porovnávající zvukové nahrávky
Zemánková, Šárka ; Smékal, Zdeněk (oponent) ; Kiska, Tomáš (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá analýzou parametrů, souvisejících s dynamikou zvukové nahrávky. Je zde stručně popsána historie zpracování nahrávek v analogové a digitální podobě i průběh zpracování zvukového signálu v současnosti. Následující kapitola obsahuje výběr nejvhodnějších parametrů pro popis zvukové nahrávky, především těch, které popisují dynamiku. Tato práce dále charakterizuje metody, využívané při podobných výzkumech ve světě. Také je zde navržen systém pro výpočet 43 dynamických parametrů a nastíněny možnosti jejich analýzy. Porovnáváno bylo 35 různých interpretací jednoho hudebního díla. Nakonec došlo k zaznamenání vypočítaných parametrů do bodových diagramů a k jejich vyhodnocení pomocí vizuální shlukové analýzy.
|
|
|
Zpracování signálu z digitálních mikrofonů typu MEMS
Koníček, Cyril ; Pristach, Marián (oponent) ; Fujcik, Lukáš (vedoucí práce)
Práce se zabývá návrhem filtrů pro zpracování signálu z digitálního mikrofonu typu MEMS. V práci jsou teoreticky rozebrány typy mikrofonů, struktura digitálního mikrofonu AMDP421, struktura a návrh jednotlivých filtrů jak v programu MATLAB, tak i v jazyce VHDL. Výsledkem práce je vytvoření návrhu filtrů v jazyce VHDL, jeho implementování do hradlového pole FPGA a vytvoření vstupního a výstupního modulu k desce SPARTAN 3 FPGA STARTER KIT pro demonstraci funkce filtru.
|
|
|
Návrh číslicového filtru typu pásmová propust
Dvořák, Vojtěch ; Pristach, Marián (oponent) ; Fujcik, Lukáš (vedoucí práce)
Cílem práce je vysvětlit problematiku digitálních filtrů IIR, ukázat postup návrhu digitálního filtru v prostředí Matlab a navrhnout model ideálního filtru typu pásmová propust s konkrétními parametry v prostředí Matlab. Tento filtr bude následně sloužit jako referenční model pro verifikaci s filtrem popsaným v jazyce VHDL.
|
|
|
Webová demonstrace lineární filtrace
Novotný, Ondřej ; Bařina, David (oponent) ; Černocký, Jan (vedoucí práce)
Cílem této práce je vytvořit demonstrační aplikaci diskrétní lineární filtrace. V úvodní části je shrnuta teorie digitální filtrace a návrhu digitálních filtrů. V následující kapitole jsou obsažena existující řešení. Následuje návrh vlastní aplikace a její implementace. Na závěr jsou uvedeny příklady použití demonstrační aplikace a reakce uživatelů.
|
|
|
Residue Number System Based Building Blocks for Applications in Digital Signal Processing
Younes, Dina ; Brzobohatý, Jaromír (oponent) ; Vlček, Čestmír (oponent) ; Šteffan, Pavel (vedoucí práce)
This doctoral thesis deals with designing residue number system based building blocks to enhance the performance of digital signal processing applications. The residue number system (RNS) is a non-weighted number system that provides carry-free, parallel, high speed, secure and fault tolerant arithmetic operations. These features make it very attractive to be used in high-performance and fault tolerant digital signal processing (DSP) applications. A typical RNS system consists of three main components; the first one is the binary to residue converter that computes the RNS equivalent of the inputs represented in the binary number system. The second component in this system is parallel residue arithmetic units that perform arithmetic operations on the operands already represented in RNS. The last component is the residue to binary converter, which converts the outputs back into their binary representation. The main aim of this thesis was to propose novel structures of the basic components of this system in order to be later used as fundamental units in DSP applications. This thesis encloses improving and designing novel structures of these components, simulating and verifying their efficiency via FPGA implementation. In addition to suggesting novel structures of basic RNS components, a detailed study on different moduli sets that compares and determines the most efficient one for different dynamic range requirements is also presented. One of the main outcomes of this thesis is concluding and verifying the main condition that should be met when choosing a moduli set, in order to improve the timing performance of a DSP application. An RNS-based image processing application is also proposed. Its efficiency, in terms of timing performance and power consumption, is proved via comparing it with a binary-based one. Finally, the main considerations that should be taken into account when choosing to use the binary number system or RNS are also discussed in details.
|
host ::
RSS.