• Programovatelná elektronická zátěž (Programmable electronic load) (BP - Pánek Miloš)
  1. Prozkoumejte existující řešení programovatelné elektronické zátěže.
  2. Analyzujte problémy současných řešení a navrhněte vlastní řešení.
  3. Navržené řešení bude podporovat tyto režimy: stálý proud, stálý odpor, stálý výkon a stálé napětí.
  4. Programovatelná zátěž bude splňovat tyto požadavky:
     1. nastavení všech parametru zátěže přes rozhraní na samotném zařízení,
     2. komunikace s PC aplikací přes bluetooth, USB a wifi,
     3. záznam naměřených dat lokálně na SD kartu,
     4. jednoduchý protokol pro komunikaci s PC s možným rozšířením pro další funkcionalitu.
  5. Pro PC navrhněte a naprogramujte aplikaci v jazyce c++ s grafickým rozhraním.
  6. Aplikace v PC bude umožňovat nastavit všechny parametry zátěže, včetně průběžného sledování naměřených hodnot a jejich zobrazení přímo v aplikaci.
  7. Parametry zátěže bude možné v průběhu měření měnit podle předem nastavených hodnot.
  8. Navržené řešení zrealizujte a řádně otestujte.

• Zařízení pro ovládání základních periferií připojených k FPGA obvodu (Device for controlling basic peripherals connected to the FPGA circuit) (BP - Šebek Michal)
  1. Prozkoumejte existující řešení ovládání periferií z FPGA obvodu firmy XILINX.
  2. Zaměřte se zejména na tyto periférie: OLED displej, alfanumerický displej, tlačítka, přepínače, led diody.
  3. Navrhněte vlastní knihovnu zaměřenou na ovládání periferií zejména přes sběrnici I2C.
  4. Navrženou knihovnu zrealizujte a řádně otestujte.
  5. Pro demonstraci správné funkce periférií napište obslužnou aplikaci pro FPGA Artix-7.
  6. Aplikace bude obsahovat menu pro volbu testování periférií a nastavení obsahu registrů.
  7. Výsledné řešení řádně otestujte.

• Multiplatformní nástroj pro odposlech dat z rádiového přenosu pomocí SDR (A multi-platform wireless data sniffing tool using SDR) (DP - Šimůnek Martin)
  1. Analyzujte technologii SDR(softwarově definovaného rádia) a jeho možnosti pro odchytávání bezdrátových zařízení.
  2. Zaměřte se zejména na zařízení pracující v pásmu 433MHz a 868MHz.
  3. Prozkoumejte existující řešení pro odchytávání a analýzu těchto zařízení.
  4. Využijte SDR a navrhněte nástroj pro odposlech dat přenášených rádiovým signálem v pásmu 433MHz a 868 MHz.
  5. Nástroj by měl být tvořen knihovnou a grafickým rozhraním pro odposlech a zpracování naměřených dat.
  6. Podporována budou zejména zařízení typu: bezdrátový teplotní senzor, bezdrátové senzory v automobilu a bezdrátové měřiče tepla v domácnostech.
  7. Nastroj bude umožňovat analyzovat přenos, a to jak nešifrovaný, tak i šifrovaný.
  8. Pokud bude k dispozici klíč pro dešifrování, bude nástroj umožňovat i dešifrování, a to zejména pro bezdrátové měřiče tepla v domácnostech.
  9. Navržené řešení zrealizujte a řádně otestujte.

• Zařízení pro ovládání aplikace Adobe Lightroom s pomocí hardwarového ovladače (A device to control Adobe Lightroom using a hardware driver) (BP - Macháček Vitězslav)
  1. Prozkoumejte existující řešení umožňující ovládání aplikace Adobe Lightroom s hardwarového ovladače.
  2. Navrhněte vlastní zařízení fungující jako samostatný ovladač splňující tyto požadavky:
     1. komunikace s aplikací bude realizována přes USB a Bluetooth,
     2. ovladač bude umožňovat čtení vstupů z encodérů, tlačítek a Hallových senzorů,
     3. ovladač bude napájen z baterie.
  3. Navržený ovladač zrealizujte a naprogramujte.
  4. Pro PC vytvořte vlastní aplikaci umožňující zpracování dat z ovladače a jejich přenos do aplikace Adobe Lightroom Classic.
  5. Aplikace v PC bude dále umožňovat nastavení chování ovladače a nastavenou konfiguraci ukládat lokálně.
  6. Výsledné řešení řádně otestujte.

• Přenosné zařízení pro odposlech NFC komunikace pomocí SDR založené na platformě Raspberry Pi (Portable device for sniffing NFC communication using SDR based on the Raspberry Pi platform) (DP - Balko Martin)
  1. Prozkoumejte existující nástroje určené k analýze NFC komunikace.
  2. Analyzujte technologií SDR (softwarově definovaného rádia).
  3. Analyzujte technologii NFC, zejména princip komunikace mezi NFC čtečkou a NFC kartou (MIFARE Classic, MIFARE DESFire, MIFARE Plus).
  4. Analyzujte a navrhněte způsob pro odposlech NFC komunikace pomoci SDR.
  5. Navrhněte přenosné zařízení, které bude umožňovat odposlech, záznam a prvotní analýzu NFC komunikace.
  6. Zařízení bude schopné odchytit UID karty a komunikaci směrem od čtečky. Pokud bude signál dostatečně silný, zaznamená i komunikaci směrem od karty.
  7. Navržené řešení zrealizujte na platformě Raspberry Pi.
  8. Pro výsledné zařízení napište v jazyce Python obslužnou aplikaci.
  9. Výsledné zařízení řádně otestujte.

• Řídící jednotka pro vzdálené monitorování a ovládání vytápění rodinného domu (Control unit for remote monitoring and control of family house heating) (BP - Bukač Jakub)
  1. Prozkoumejte existující řešení.
  2. Navrhněte vlastní řešení pro vzdálené monitorování a ovládání vytápění rodinného domu.
  3. Pro řídicí jednotku vyberte vhodný procesor.
  4. Řídicí jednotka bude splňovat tyto požadavky:
     • komunikace přes mobilní GSM bránu,
     • zobrazení údajů přes OLED displej,
     • měření času s pomocí RTC,
     • měření teploty.
  5. Navržené řešení zrealizujte a řádně otestuje.
  6. Pro řídicí jednotku napište vhodný SW pro demonstraci správné funkce zařízení.

• Modulární monitorovací systém správného chodu serverovny (The modular monitoring system used for the server room) (BP - Čtvrtečka Karel)
  1. Prozkoumejte existující řešení.
  2. Navrhněte vlastní řešení pro monitorování chodu serverovny.
  3. Základem systému bude řídicí jednotka a množina modulů obsahujících senzory .
  4. Řídící jednotka bude umožňovat:
     • stahování dat z čidel,
     • uchovávání historie dat v DB,
     • možnost nastavení upozornění na překročení limitů hodnot,
     • komunikaci přes ethernet.
  5. Modul senzorů bude splňovat:
     • univerzální deska s podporou čidel přes UART, SPI, I2C, Analog,
     • jednoduchá rozšiřitelnost.
  6. Pro komunikaci řídicí desky a modulů zvolte vhodný komunikační protokol.
  7. Výsledné řešení zrealizujte a řádně otestujte.

• Řídicí jednotka pro individuálně adresovatelné led pásky s Raspberry Pi Zero (Control unit for individually addressable led strips using Raspberry Pi Zero) - (BP - Krýcha Miroslav)
  1. Prozkoumejte existující řešení.
  2. Navrhněte vlastní řešení řídicí jednotky pro připojení led pásky.
  3. Řídicí jednotka bude splňovat tyto požadavky:
     • možnost připojení dvou a více led pásků,
     • podpora více typu led. Alespoň jeden 12V a 5V,
     • jednotku bude možno ovládat pomocí tlačítek, dálkového ovládání a SSH,
     • pro obsluhu k jednotce připojte Waveshare 2.7 e-ink display a vytvořte vhodné grafické rozhraní,
     • jednotka bude obsahovat senzor zvuku a světla sloužících k automatickému spouštění.
  4. Navržené řešení zrealizujte a řádně otestujte.

• Řídicí jednotka pro vzdálenou správu domácnosti s ESP32 (The remote management control unit of home devices based on the ESP32 platform) - (BP - Muzika Zdeněk)
  1. Prozkoumejte existující řešení.
  2. Navrhněte vlastní řešení řídicí jednotky pro vzdálenou správu elektrických zařízení v domácnosti.
  3. Řídicí jednotka bude splňovat tyto požadavky:
     • možnost přístupu k jednotce pomocí pevného i bezdrátového spojení,
     • jednotku bude možné ovládat z internetu,
     • jednotka bude obsahovat displej a tlačítka pro možnost nastavení základních parametrů,
     • jednotka bude umožňovat ovládat zařízení v domácnosti s pomocí relé, sériové linky a rozšiřujícího portu,
     • jednotka bude schopna zjistit aktuální stav externích zařízení s pomocí sériové linky a rozšiřujícího portu.
  4. Nevržené řešení zrealizujte.
  5. Pro výsledné zařízení napište obslužný program umožňující přístup k řídicí jednotce přes webové rozhraní.
  6. Výsledné řešení řádně otestujte.

• Platforma pro měření efektivity komunikace mikrokontroleru Arduino s externími senzory(The communication effectivity measure platform of Arduino microcontroller handling external sensors) - (BP - Kocourek Matěj)
  1. Prozkoumejte existující řešení pro měření efektivity komunikace při obsluze většího množství senzorů.
  2. Navrhněte vlastní zařízení umožňující připojení většího množství externích senzorů k platformě Arduino.
  3. Navržené řešení bude umožňovat analýzu využité paměti, procesorového času a elektrické energie v závislosti na počtu připojených externích senzorů.
  4. Pro komunikaci mezi mikrokontrolerem Arduino a externími senzory použijte protokol RS485.
  5. Navržené řešení zrealizujte a řádně otestujte.
  6. V jazyce C++ napište obslužnou aplikaci Arduina.
  7. Pro účely testování a analýzy spotřeby zdrojů vytvořte aplikaci v C++ pro OS Windows emulující velké množství senzorů.
  8. Na základě získaných výsledků navrhněte algoritmus pro efektivní obsluhu velkého množství senzorů s pomocí mikrokontroleru Arduino.

• Řídicí systém pro model terénního vozítka založený na platformě Arduino (The control system used for terrain vehicle model based on Arduino platform) - (DP - Zemánek Martin)
  1. Prozkoumejte existující možná řešení pro dálkové ovládání vozítek.
  2. Pro návrh řízení vozítka vyberte vhodný model obsahující 6 samostatně řiditelných kol.
  3. Navrhněte vlastní řešení řízení vozítka s pomocí platformy Arduino za následujících podmínek:
     • každá dvojice kol bude mít vlastní řízení ovládané samostatným arduinem,
     • řízení bude umožňovat jízdu všemi směry,
     • řízení bude centrálně ovládáno hlavní deskou s Arduinem,
     • veškeré řízení pohybu vozítka bude provedeno pomocí dálkového ovládání,
     • vozítko bude na sobě obsahovat další senzory potřebné pro pohyb a detekci překážek pro všechny směry,
     • vozítko bude umět automaticky měnit maximální rychlost v závislosti na vzdálenosti od překážky, a ve všech směrech možného pohybu.
  4. Počítejte s možným pozdějším rozšířením o platformu Raspberry PI umožňující použití například rozhraní wifi, SD karty a přídavné kamery.
  5. Navržené řešení zrealizujte a řádně otestujte.

• Inovace řadiče pro grafický LCD displej elektronického psacího stroje (The controller innovation of graphical LCD display used in electronic typewrite) - (BP - Pankovčin Boris)
  1. Prozkoumejte existující řešení ovládání LCD displeje psacího stroje typu Triumph-Adler Gabriele PFS.
  2. Z dokumentace k radiči MSM6255 analyzujte a na existujícím řešení ověřte průběhy pro ovládání displeje.
  3. Na základě získaných dát navrhněte a zrealizujte vlastní řadič displeje s pomocí FPGA obvodu.
  4. Pro účel testování propojte navrhnutý radič s vývojovou deskou RaspberryPI.
  5. Výsledné řešení řádně otestujte

• Android aplikace pro dálkové ovládání platformy Arduino (An android application for remote control of the Arduino platform) - (BP - Denissyuk Andrey)
  1. Prozkoumejte existující řešení.
  2. Pomocí metod softwarového inženýrství navrhněte vlastní řešení vyhovující níže uvedeným požadavkům.
  3. Navržené řešení naprogramujte, řádně ho zdokumentujte a otestujte.
  4. Požadavky:
     • aplikace bude navržena jako mobilní aplikace pro OS Android
     • aplikace umožní spojení aplikace z Arduinem pomoci Wifi
     • pro komunikaci bude zvolen vhodný protokol
     • aplikace bude umožňovat ověření uživatele s pomocí jména a hesla
     • aplikace bude umožňovat přidání uživatelů s různým typem oprávnění
     • aplikace umožní zobrazit několik různých pohledu (seznamu proměnných) stavu procesoru Arduina
     • aplikace umožní měnit obsah proměnných v procesu Arduina

• Android aplikace pro sdílení proměnných s platformou Arduino prostřednictvím Bluetooth (An android application for variable sharing with Arduino platform based on Bluetooth communication) (BP - Jokl Natanael)
  • Prozkoumejte existující řešení.
  • Pomocí metod softwarového inženýrství navrhněte vlastní řešení vyhovující níže uvedeným požadavkům.
  • Navržené řešení naprogramujete, zdokumentujte a řádně otestujte.
  • Požadavky:
    • vyberte vhodný programovací jazyk pro OS Android a platformu Arduino,
    • sdílené proměnné mezi oběma zařízeními budou přenášený s pomocí formátu JSON,
    • aplikace pro Android umožní připojení k zařízení Arduino přes Bluetooth,
    • zařízení Arduino bude podporovat tyto periferie: tlačítka, displej, LED dioda, GSM modem,
    • připojení bude provedeno pomocí uživatelského jména a hesla,
    • aplikace bude umožňovat více uživatelů s různým typem oprávnění,
    • aplikace umožní sledovat proměnné na zařízení Arduino,
    • aplikace umožní měnit hodnotu proměnných na zařízení Arduino v závislosti na oprávnění přihlášeného uživatele.

• Systém pro emulaci akceleračního pedálu osobního automobilu (System for emulating the accelerator pedal of a car) (BP - Mareček Jakub)
  • Prozkoumejte existující řešení.
  • Analyzujte protokol SENT a jeho rozšíření SPC.
  • Analyzujte možnosti generování kódů emulujících funkci akceleračního pedálu a navrhněte řešení s využitím platformy ESP32.
  • Proveďte analýzu komunikace pedálu z koncernu VW.
  • Navrhněte zařízení pro replikaci signálů akceleračního pedálu tak, aby zařízení bylo schopno komunikovat s reálnou řídící jednotkou.
  • Pro komunikaci pedálu s řídicí jednotkou využijte protokol SENT/SPC.
  • Zařízení musí být ovladatelné přes CAN sběrnici i fyzickými ovladači.
  • Navržené řešení zrealizujte a řádně otestujte.

1. Arduino HW/SW
  * GPS přijímač a jeho aplikace
  * Meteo stanice
  * GSM modém a jeho aplikace
  * NFC a bezkontaktní karty
  * univerzální desky s různými periferiemi
  * řízení modelu auta
  * generator analogových průběhů
  * přípravky pro desku digilent CMOD A7/S7 (displej, tlačítka, switche, atd.)
  * návrh hardware pro desku digilent CMOD A7/S7
  * vlastní zadání
  * Wifi a ESP32/ESP2866
  * zařízení pro ochranu baterie před vybitím

2. Wolfram Mathematica
  * bezpečnostní kódy
  * kódy pro kryptografií
  * matematické funkce realizované v HW
  * aritmetický procesor v GF(2^2^n)
  * efiktivita protokolů pro předmět BI-PSI
  * vlastní zadání

3. Visual C++/C#
  * aplikace pro komunikaci s periferiemi v PC
  * aplikace pro komunikaci s procesorem Zynq
  * aplikace pro správu projektu ve VHDL
  * překladače
  * grafické aplikace pro výuku
  * vlastní zadání

4. Jazyk VHDL / desky FPGA
  * návrh hardware pro bezpečnostní kódy
  * generátor průběhů (sinusovka, obdelník, trojuhelník)
  * osciloskop
  * návrh hardware pro realizaci matematických funkcí
  * implementace procesoru/periferié procesoru (ARM, Z80, AVR, ...)
  * HW podpora SoC (Zynq)
  * aritmetický procesor v GF(2^2^n)
  * Hry pro FPGA
  * vlastní zadání

5. Plošné spoje
  * návrh zařízení s porcesorem atmel + drobné periferié
  * zařízení s nízkou spotřebou
  * vlastní zadání

6. Raspberry PI / Raspberry PI Pico
  * ovládání jednoduchých periferií
  * chytré síť, ovládání periferií přes ethernet
  * vzdálená správa sítí
  * SDR(Software Defined Radio) aplikace - sledování a analýza provozu
  * vlastní zadání

7. Android
  * aplikace pro práci s hardware (raspberry PI, Arduino a jiné)

8. Python
  * aplikace pro zpracování a generování dat podle šablon

9. Neuronové sítě
  * Model neuronové sítě ve Wolfram Mathematice
  * Model neuronové sítě v jazyce c++
  * Implementace neuronu a neuronové sítě v hardware
  * Implementace neuronové sítě v SoC

1. Malý grafický displej do výšky 1U s rotačním enkodérem ovládaný přes SPI
  * Navrhněte a zrealizujte grafický TFT displej ovládaný pomocí sběrnice SPI.
  * Displej by měl obsahovat možnost zadávání příkazů (tlačítka, rotační encoder,…). 
  * Výška displeje musí splňovat normu 1U. 
  * Pro vytvořený displej naprogramujte framework, který usnadní práci s displejem.

2. OSD displej v FPGA
  * Navrhněte a zrealizujte On-Screen displej v obvodu FPGA pro video stream. 
  * OSD displej by měl fungovat na formátech od 720p do 4K, jak progressive, tak interlaced. 
  * Požadavkem je minimální využití zdrojů v FPGA. 
  * OSD se bude ovládat pomocí sběrnice AXI4-Lite.

3. Konfigurovatelný filtr ethernetoveho rámce v FPGA
  * Navrhněte a zrealizujte konfigurovatelný filtr ethernetového rámce umožňující filtrovat pakety podle zadaných parametrů (MAC, IP…) do více streamů, nebo jednoho streamu označeného identifikátorem. 
  * Pro vstupní a výstupní interface bude použit AXI4 Stream pro zajištění kompatibility.

4. Zpracování I2S signálu s integraci do AXI Stream
  * Navrhněte a zrealizujte konverzní modul v FPGA ze standartního interface I2S na interface AXI4 Stream a opačně. 
  * Modul by měl zvládat konverzi různé datové šířky audio samplu a multiplexování více audio streamu do jednoho I2S interfacu.

5. Efektivní (de)interlacing 12G SDI videa
  * Navrhněte a zrealizujte (de)interlacer 6G a 12G SDI videa do progressive formátu. 
  * Modul může pracovat jak nad SDI formátem, tak na Native video formátem.

6. Embedded audio konvertor na AXi4 Stream a zpět
  * Navrhněte a zrealizujte konverzní modul v FPGA z SDI Embedded audia na interface AXI4 Stream a opačně. 
  * Modul by měl zvládat konverzi různé datové šířky audio samplu.

7. Nízkolatenční komprese v FPGA s využitím vlnové transformace
  * Navrhněte a zrealizujte nízkolatenční video kodek v FPGA založený na vlnkové transformaci. 
  * Latence kodeku by se měla pohybovat v jednotkách řádků videa.

1. Optimalizace Java aplikací pro horizontální škálování v moderní mikroservisní architektuře - spolupráce s průmyslem
  * využití AoT kompilace a minimalizace start-up času
  * výběr vhodného JVM a analýza jeho výhod pro minimální náročnost na prostředky (např. GraalVM)
  * využití vhodného frameworku a analýza jeho výhod (např. Quarkus)
  * analýza možností využití pro serverless architekturu (např. Knative)
  * využití komunikace přes gRPC
  * podpora feature flagů pro release management
  * vlastní zadání

2. Virtualizace a izolace aplikačních prostředí - spolupráce s průmyslem
  * využití OCI kontejnerů jako způsob doručování aplikací
  * analýza bezpečnostních chyb využívané technologie docker a možnosti jejich eliminace
  * porovnání s jinými přístupy (např. podman, buildah apod.)
  * lokální orchestrace kontejnerů (docker-compose vs podman-compose)
  * vnořování kontejnerů (např. docker(-compose)-in-docker/podman)
  * vlastnosti container file systemů (např. OverlayFS)
  * bezpečné (rootless) spuštění více kontejnerů uvnitř kontejneru

3. Orchestrace kontejnerů v distribuovaném on-premise prostředí - spolupráce s průmyslem
  * porovnání vlastností využívaných pro jako container runtime (containerd vs docker vs CRI-O)
  * kubernetes vs jeho komerční distribuce (openshift, tanzu)
  * helm vs yaml manifesty (+ možnosti jejich úprav, např. kustomize)
  * realizace ingress load balancerů v lokálním on-premise prosředí
  * vytvoření persistence v distribuovaném prostředí (např. Ceph, Rook, GlusterFS apod.)
  * správa citlivých údajů (šifrování kubernetes secrets, PAM nástroje)
  * vytvoření vlastního kubernetes operátora (vlastní zadání)

4. Podpora vývoje a administrace prostředí prostřednictvím automatizace - spolupráce s průmyslem
  * analýza praktik DevOps přístupu, GitOps, SecOps, ChatOps, AIOps
  * analýza a představení SRE (Site reliability engineering) praktik
  * vytvoření a nasazení prostředí pro kompletní podporu životního cyklu aplikace naplňující znaky GitOps a IaaC (infrastructure as a code)
  * zabezpečení SVC repozitářů přes GPG klíče
  * podpora IaaC nástrojů (ansible, chef+puppet, cloud vendor proprietární nástroje, terraform)
  * využití CI nástroje s dynamickým vytěžováním zdrojů dle aktuální zátěže (návrh tzv. CI farmy)
  * podpora deklarativního popisu činností (pipelines)
  * porovnání známých CI nástrojů (jenkins, jenkins-x, gitlab, tekton, github actions)
  * návrh procesů pro validaci aplikací před jejich nasazením prostřednictvím testů

5. Projekty zadané externím zadavatelem
  * seznam zadavatelů níže

Pokud máte o téma zájem, napište mi email. Rezervace v systému bpm nemá žádnou váhu. Pokud se Vám nelíbí žádné z nabízených témat, koukněte do archívu dostupných zadání.

• Návrhy zadání dostupných projektů

• EATON HW/SW

BP a DP defended works on CTU in Prague FEL/FIT: BP a DP

• Realized projects 2022
• Realized projects 2021
• Realized projects 2020
• Realized projects 2019
• Realized projects 2018
• Realized projects 2017
• Realized projects 2016
• Realized projects 2015
• Realized projects 2014
• Realized projects 2013
• Realized projects 2012
• Realized projects 2011
• Realized projects 2010
• Realized projects 2009
• Realized projects 2008
• Realized projects 2007
• Realized projects 2006
• Realized projects 2004

• Others realized projects

• Pavel Kubalík's Home Page