FPGA címkéhez tartozó bejegyzések

Hardware-in-the-Loop rendszerek megvalósítása kísérleti nagyberendezések szimulálására

Ipari területeken már régóta alkalmaznak Hardware-in-the-Loop (HIL) megoldásokat különböző vezérlőáramkörök tesztelésére (járműipar, repülőgépgyártás, stb.), tudományos területeken viszont még nem terjedtek el ezek a megoldások. A HIL egyfajta szimuláció, amely azonban valódi vezérlőrendszerek tesztelésére szolgál úgy, hogy a vezérelt rendszert (pl. atomerőmű, lézerrendszer) helyettesítjük egy olyan műszerrel, mely leszimulálja a valódi hardver működését. A megoldás előnye, hogy probléma esetén nem a valódi rendszer megy tönkre, hanem csak egy hibajelzés jelenik meg a monitoron, jelezve a vezérlés hibás működését.

Bővebben…

Látványos mérnökinformatikai témájú kísérletek és bemutatók készítése

Egyetemünkön kiemelten fontos, hogy megszólíthassuk a középiskolába járó ügyes diákokat. Ennek érdekében rendszeresen szervezünk bemutatókat nyílt napon és kutatók éjszakáján, azonban jelenleg a rendelkezésre álló kísérletek száma erősen korlátozott, ezért is célszerű lenne sok új érdekes kísérletet és bemutatót készíteni. Mivel a lányok az informatikus (és elsősorban a mérnökinformatikus képzésben) a nemzetközi trendek ellenére erőteljesen alul reprezentáltak, célszerű lenne olyan kísérleteket is fejleszteni, amelyek akár elsősorban őket célozzák meg. A hallgató feladata olyan kísérletek vagy bemutatók fejlesztése és építése, melyek a fent leírt szempontokat figyelembe veszik.

Adaptív szűrő megvalósítása FPGA újraprogramozható áramkörön

A feladat leírása, a munka célja:
Az adaptív szűrők alkalmazása egyre nagyobb teret hódít napjainkban. Ez nem véletlen, hiszen jól alkalmazhatóak olyan esetekben, melyekben a hasznos jel olyan zajjal terhelt, mely folyamatosan változik. A hallgató feladata megtervezni egy adaptív szűrőt, majd implementálni azt egy FPGA újrakonfigurálható áramkörön.

A munkavégzés fontosabb lépései:
 Adaptív szűrők elméleti hátterének megismerése
 Adaptív szűrők tervezésével kapcsolatos elméleti háttér megismerése
 Adaptív szűrők FPGA-s implementációival kapcsolatos irodalmazás
 Xilinx FPGA család és a Digilent Atlys FPGA fejleszt˝okártya megismerése
Xilinx ISE Desig Suite programcsomag és a VHDL nyelv megismerése
 Adaptív szűrő megtervezése
 A szűrő megvalósítása a Digilent Atlys FPGA fejleszt˝okártya
 Tesztelés
 A dolgozat megírása

A fejlesztéshez rendelkezésre álló fontosabb er˝oforrások:
 Xilinx ISE Design Suite
http://www.xilinx.com/products/design-tools/ise-designsuite/
 Digilent Atlys FPGA fejleszt˝okártya
http://www.digilentinc.com/Products/Detail.cfm?NavPath=2,400,836&Prod=ATLYS
 MathWorks MATLAB
http://www.mathworks.com/products/matlab/index.html

Kapcsolódó irodalom
 Xilinx FPGA-k (http://www.xilinx.com/products/silicon-devices/fpga/index.htm)
 VHDL nyelv
(Richard E. Haskell & Darrin M. Hanna: “Digital Design using Digilent FPGA
Boards”,
http://tananyagfejlesztes.mik.unipannon.hu/images/stories/vegleges_tananyagok/
masodikreszlet/fodor_voroshazi_beagyazott_rendsz.pdf)
 Adaptív szűrők (Bernard Windrow, Samuel D. Stearns: Adaptive Signap Processing)

A jelentkezés feltételei
 Érdekl˝odés az adaptív szűrők, és a szűrők tervezése iránt
 Érdekl˝odés az FPGA alapú hardverfejlesztés iránt
 Angol nyelvtudás

 

Véletlenszám-generátorok megvalósítása NI FPGA-n (megvalósítva)

Áramkörök tesztelése valamint a rendszerek modellezése során rendszeresen szükség van, valamilyen véletlenszerűségre, véletlen számokra. Ilyen célra leginkább pszeudovéletlenszám-generátorokat alkalmazunk, melyek algoritmusok segítségével állítanak elő véletlen(nek tűnő) számsorozatokat. Jelenleg nagyon sok algoritmus érhető el ilyen célokra, ezek nagy részének a megbízhatósága és teljesítménye is jól ismert. A valós idejű méréstechnikában gyakran használunk cRIO alapú rendszereket, melyek egy FPGA hátlapot tartalmaz. Sajnos erre az FPGA-ra nagyon kevés algoritmus van implementálva, azok képessége sem kielégítő. Így a hallgató feladata az, hogy különböző véletlenszám-generátorokat implementáljon FPGA-n majd azokat össze is hasonlítsa. Bővebben…

Jelgenerátor megvalósítása NI USB-7856R felhasználásával (elkelt)

Áramkörök tesztelésekor gyakran van szükség különböző tesztjelek előállítására. A hagyományos jelgenerátorok eléggé korlátozott funkcionalitással rendelkeznek, az Arbitrary Waveform Generátorok bár tetszőleges jelalakot is elő tudnak állítani, de a jel ez esetben ismétlődő kell legyen. Az NI USB-7856R egy FPGA-t tartalmazó adatgyűjtő és vezérlő egység, mely alkalmas arra, hogy a kívánt jeleket valós időben állítsa elő, akár 1 MHz-es frissítési rátával. A hallgató feladata különböző jelgenerálási algoritmusoknak a megvalósítása és tesztelése, többek között: Bővebben…

Műszerfejlesztés: HF-DAQ

1 MHz feletti analóg jelek mérésére és feldolgozására vannak a kereskedelemben is kapható mérőeszközök, azonban ezek ára általában 1 MFt felett van. A feladat már csak azért is kihívás, mert ekkor a mikrovezérlők alkalmazása önmagában már nem elég. Az FPGA-k ugyanakkor alkalmasak nagyon gyors adatfeldolgozásra és akár valós idejű reagálásra. Bővebben…