|
|
Field Programmable Gate Arrays Usage in Industrial Automation Systems
Nouman, Ziad ; Kadaník,, Petr (oponent) ; Kobrle,, Pavel (oponent) ; Klíma, Bohumil (vedoucí práce)
This doctoral thesis deals with the usage of Field Programmable Gate Arrays (FPGAs) in a diagnosis of power inverters which use the IGBTs transistors as switching devices. It is focused on the IGBT gate drives and their structures. As long as the transient phenomena and other quantities such as IG, VGE, VCE shows the IGBT degradation during the switching process (turn-on, turn-off), a new IGBT gate driver architecture is proposed for measuring and monitoring these quantities. Quick measurements and monitoring during the IGBT switching process require high sampling frequencies. Therefore, high speed parallel ADC converters (> 50MSPS) are proposed. The thesis is focused on the FPGA design (hardware, software). A new FPGA board is designed for desired functions implementation such as IGBT driving using multiple stages, IGBT monitoring and diagnosis, and interfacing to inverter controller.
|
|
|
Generátor aritmetických obvodů
Klhůfek, Jan ; Vašíček, Zdeněk (oponent) ; Mrázek, Vojtěch (vedoucí práce)
Cílem této bakalářské práce je představení návrhu a implementace generátoru aritmetických obvodů v jazyce Python umožňující export těchto obvodů do různých reprezentací popisu v plochých a hierarchických podobách. Práce se nejprve věnuje specifikaci HW struktur jednotlivých typů aritmetických obvodů a způsobům popisu těchto struktur do různých reprezentací. Následuje představení koncepce a implementace nástroje zvaného ArithsGen schopného generovat aritmetické obvody a exportovat je do různých reprezentací popisu. Výstupní reprezentace pak slouží ke snadné simulaci funkčnosti navržených obvodů (C), k popisu hardwaru a logické syntéze (Verilog), k formální verifikaci (BLIF) či ke globální optimalizaci obvodů s využitím evoluční strategie (CGP). V závěru byly generované reprezentace jednotlivě otestovány a s využitím logické syntézy vzájemně porovnány.
|
|
|
Aproximace obvodů v nástroji Yosys
Plevač, Lukáš ; Vašíček, Zdeněk (oponent) ; Mrázek, Vojtěch (vedoucí práce)
Cílem této práce je představení rozšíření cgploss, které slouží k optimalizaci kombinačních obvodů v nástroji Yosys. V první části práce bude představena metoda Kartézského genetického programování, která lze použít na návrh a optimalizaci obvodů. Tato kapitola dále popisuje možné reprezentace kombinačních obvodů pro Kartézské genetické programování. Následuje představení nástroje Yosys z uživatelského i implementačního hlediska a popis tvorby rozšíření pro tento nástroj. Následující kapitola popisuje návrh rozšíření cgploss a jeho vnitřní struktury. Dále je popisována implementace rozšíření a jeho ovládání. V závěru práce je otestována funkčnost nástroje a jednotlivé použité reprezentace obvodu jsou porovnány mezi sebou.
|
|
| |
|
|
Návrh hardwarového šifrovacího modulu
Bayer, Tomáš ; Stančík, Peter (oponent) ; Sobotka, Jiří (vedoucí práce)
Tato diplomová práce pojednává o problematice kryptografických systémů a šifrovacích algoritmů, u nichž je rozebráno, jak fungují, kde se využívají a jak se implementují v praxi. V první kapitole jsou uvedeny základní kryptografické pojmy, rozdělení algoritmů na symetrické a asymetrické a zhodnocení jejich použití a spolehlivostí. Následující kapitoly popisují substituční a transpoziční šifry, blokové a proudové šifry, z nichž je většina šifrovacích algoritmů odvozena. V neposlední řadě jsou jmenovány a popsány režimy, v nichž šifry pracují. Ve čtvrté kapitole jsou popsány principy některých konkrétních šifrovacích algoritmů. Cílem je přiblížit podstatu fungování jednotlivých algoritmů. U těch složitějších algoritmů jako DES a GOST jsou pro lepší představu přiložena bloková schémata popisující průběh a pořadí prováděných operací. V závěru každého algoritmu je uveden příklad jeho použití v praxi. Následující pátá kapitola pojednává o tématu hardwarové implementace šifer. V této kapitole je porovnána hardwarová implementace se softwarovou a to hlavně z praktického úhlu pohledu. Jsou popsány různé prostředky návrhu implementace a různé programovací jazyky pro návrh hardwarové implementace algoritmů. U programovacích jazyků jsou uvedeny jejich vývoj, výhody a nevýhody. Kapitola šestá pojednává o samotném návrhu vybraných šifrovacích algoritmů. Konkrétně se jedná o návrh hardwarové implementace proudové šifry s generátorem pseudonáhodné posloupnosti založeným na LFSR navrhnuté v jazyku VHDL a také v programu Matlab. Jako druhý návrh hardwarové implementace byla zvolena bloková šifra GOST. Tato byla navržena v jazyce VHDL. Funkce obou návrhů implementací šifrovacích algoritmů byly otestovány a výsledky zhodnoceny.
|
|
|
Aproximace obvodů v nástroji Yosys
Plevač, Lukáš ; Vašíček, Zdeněk (oponent) ; Mrázek, Vojtěch (vedoucí práce)
Cílem této práce je představení rozšíření cgploss, které slouží k optimalizaci kombinačních obvodů v nástroji Yosys. V první části práce bude představena metoda Kartézského genetického programování, která lze použít na návrh a optimalizaci obvodů. Tato kapitola dále popisuje možné reprezentace kombinačních obvodů pro Kartézské genetické programování. Následuje představení nástroje Yosys z uživatelského i implementačního hlediska a popis tvorby rozšíření pro tento nástroj. Následující kapitola popisuje návrh rozšíření cgploss a jeho vnitřní struktury. Dále je popisována implementace rozšíření a jeho ovládání. V závěru práce je otestována funkčnost nástroje a jednotlivé použité reprezentace obvodu jsou porovnány mezi sebou.
|
|
|
Generátor aritmetických obvodů
Klhůfek, Jan ; Vašíček, Zdeněk (oponent) ; Mrázek, Vojtěch (vedoucí práce)
Cílem této bakalářské práce je představení návrhu a implementace generátoru aritmetických obvodů v jazyce Python umožňující export těchto obvodů do různých reprezentací popisu v plochých a hierarchických podobách. Práce se nejprve věnuje specifikaci HW struktur jednotlivých typů aritmetických obvodů a způsobům popisu těchto struktur do různých reprezentací. Následuje představení koncepce a implementace nástroje zvaného ArithsGen schopného generovat aritmetické obvody a exportovat je do různých reprezentací popisu. Výstupní reprezentace pak slouží ke snadné simulaci funkčnosti navržených obvodů (C), k popisu hardwaru a logické syntéze (Verilog), k formální verifikaci (BLIF) či ke globální optimalizaci obvodů s využitím evoluční strategie (CGP). V závěru byly generované reprezentace jednotlivě otestovány a s využitím logické syntézy vzájemně porovnány.
|
|
|
Softwarové rádio pro emulaci protokolů v RFID
Prachař, Petr ; Fuchs, Michal (oponent) ; Derbek, Vojtěch (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá návrhem implementace emulátoru protokolu radiofrekvenční identifikace do softwarově definovaného rádia. Navržený emulátor pracuje v pásmu UHF (860 MHz – 960 MHz). Hlavním cílem tohoto návrhu bylo rychlé změření výkonové charakteristiky tagu. Navržené a implementované řešení spočívá v přenesení řízení parametrů vysílače přímo do FPGA v SDR. Díky tomu bylo dosaženo mnohem menšího zpoždění mezi jednotlivými měřeními, oproti typickému konceptu, kdy jsou tyto parametry nastavovány z hostovaného PC. V práci je na základě rešerše zvolena vhodná platforma pro implementaci a dále je navržen samotný koncept řešení, který je založen na implementaci všech časově kritických algoritmů do FPGA softwarově definovaného rádia. Navržené řešení bylo implementováno do zvolené platformy a experimentálně ověřena jeho funkčnost.
|
|
|
Field Programmable Gate Arrays Usage in Industrial Automation Systems
Nouman, Ziad ; Kadaník,, Petr (oponent) ; Kobrle,, Pavel (oponent) ; Klíma, Bohumil (vedoucí práce)
This doctoral thesis deals with the usage of Field Programmable Gate Arrays (FPGAs) in a diagnosis of power inverters which use the IGBTs transistors as switching devices. It is focused on the IGBT gate drives and their structures. As long as the transient phenomena and other quantities such as IG, VGE, VCE shows the IGBT degradation during the switching process (turn-on, turn-off), a new IGBT gate driver architecture is proposed for measuring and monitoring these quantities. Quick measurements and monitoring during the IGBT switching process require high sampling frequencies. Therefore, high speed parallel ADC converters (> 50MSPS) are proposed. The thesis is focused on the FPGA design (hardware, software). A new FPGA board is designed for desired functions implementation such as IGBT driving using multiple stages, IGBT monitoring and diagnosis, and interfacing to inverter controller.
|
|
| |
host ::
RSS.