====== Realized projects 2020 ====== * **Návrh spolehlivých systémů v FPGA s použitím bezpečnostních kódů (Design of dependable system based on error control codes for FPGA)** - (DP - Pail Vojtěch) * Prozkoumejte existující metody řešení. * Analyzujte vlastnosti různých typů kombinačních obvodů pomocí sady benchmarků z hlediska odolnosti proti poruchám. Využijte simulační software dostupný na KČN. * Na základě takto získaných dat nalezněnte vhodný bezpečnostní kód, který bude schopen tyto poruchy detekovat, popř. i opravovat tak, aby redundance (area ovehead) byla co nejmenší. * Specifikujte požadavky na úpravu simulačního softwaru tak, aby obsahoval podporu pro výběr nejvhodnějšího kódu. * Navržený způsob řešení ověřte na několka příkladech konkrétních obvodů a kódů. * Vytvořte klasifikaci obvodů s hlediska možností opravy/detekce poruch. * ** Nástroj pro generování bezpečnostních kódu ve VHDL s pomocí programu Wolfram Mathematica (Error control code generator tool in VHLD language using Wolfram Mathematica)** - (BP - Ganeev Timur) - Prozkoumejte existující řešení. - Navrhněte a naprogramujte nástroj (sadu nástrojů) v prostředí Wolfram Mathematica umožňující generovat bezpečnostní kódy. - Vstupem do generátoru budou základní parametry pro zvolený bezpečnostní kód (počet vstupních vodičů, název výstupních souboru apod.). - Výstupem generátoru budou 3 VHDL soubory sloužící jako kodér, dekodér a testbench pro zvolený kód. - Zaměřte se zejména na základní paralelní kódy: sudá parita, Hammingův kód rozšířený Hammingův kód a dále pak na seriové kódy, jako jsou kódy generované mnohočleny (cyklický kód). - Pro každý kód vytvořte několik příkladů, na kterých v simulačním nástroji ModelSim ukážete správnou funkci generovaných souborů. - Zároveň pro každý vytvořený příklad zjistěte spotřebované zdroje při implementaci v FPGA obvodu. - Výsledné řešení řádně otestujte. * ** Nástroj pro generování násobiček a děliček ve VHDL s pomocí programu Volfram Mathematica (Multiplier and divider circuit generator tool in VHLD language using Wolfram Mathematica)** - (BP - Kougl Ladislav) - Prozkoumejte existující řešení. - Navrhněte a naprogramujte nástroj (sadu nástrojů) v prostředí Wolfram Mathematica umožňující generovat násobičky a děličky. - Vstupem do generátoru násobičky a děličky bude typ operace, šířka vodičů a počet bitů na číslici. - Generátor násobičky bude umožňovat násobení čísel bez znaménka, čísel v doplňkovém kódu a to i za použití relativních číslic. - Generátor děliček bude umožňovat dělit celá čísla a čísla menší než jedna. Zaměřte se i na použití dělení čísel využívající metody SRT. - Pro každý typ násobení a dělení vytvořte několik příkladů, na kterých v simulačním nástroji ModelSim ukážete správnou funkci generátorů. - Zaměřte se na prezentaci algoritmu násobení a dělení v programu Wolfram Mathematica tak, aby byl zřejmý jejich princip. - Výsledné řešení řádně otestujte. * **Dálkově ovládané 4kolé vozítko využívající platformu Arduino (4-wheels vehicle using the Arduino platform with a remote control )** - (BP - Zemánek Martin) * Prozkoumejte existující řešení dálkově ovládaných 4kolých vozítek * Navrhněte vlastní řešení řízení 4kolého vozítka s pomocí platformy Arduino * Aplikace pro Arduino bude umožňovat řízení každého kola tak, aby bylo možné jezdit všemi směry. * Veškeré řízení pohybu vozítka bude provedeno s pomocí dálkového ovládání. * Vozítko bude na sobě obsahovat další senzory potřebné pro pohyb a LED diody pro signalizaci směru. * Navržené řešení zrealizujte a řádně otestujte. * **Platforma pro podporu interaktivního městského mobiliáře využívající procesor ESP32 (ESP32 Based Platform Supporting Interactive Street Furniture)** - (BP - Topič Jakub) - Prozkoumejte existující řešení. - Pomocí metod softwarového inženýrství navrhněte vlastní řešení vyhovující níže uvedeným požadavkům. - Navržené řešení zrealizujte, naprogramujte, řádně ho zdokumentujte a otestujte. - Výsledné řešení bude zahrnovat řídicí jednotku, instalovanou do laviček a stolů, a webovou aplikaci. - Řídicí jednotka bude postavena na vlastním HW (založeném na ESP32) a bude splňovat následující požadavky: * podpora nabíjení mobilních zařízení a měření spotřeby přes USB porty, * komunikace s regulátory solárních panelů, * měření napětí záložních baterií, * spínání LED osvětlení a ventilátoru, * měření meteorologických dat (teplota, tlak, vlhkost), * možnost vzdálené aktualizace firmware. - Webová aplikace bude dostupná přes internet a bude sloužit k zobrazení naměřených dat a ke správě a konfiguraci instalovaných řídicích jednotek. - Řídicí jednotky budou komunikovat se serverovou částí webové aplikace prostřednictvím sítě internet, ke které se připojí přes WiFi. * **Platforma pro chytrou domácnost využivající WIFI spojení jednotek s RaspberryPI (The smart home platform based on RaspberryPI using WIFI connection)** - (BP - Trejdl Tomáš) - Prozkoumejte existující řešení. - Pomocí metod softwarového inženýrství navrhněte vlastní řešení vyhovující níže uvedeným požadavkům. - Navržené řešení zrealizujte, naprogramujte, řádně ho zdokumentujte a otestujte. - Požadavky: * základem celého zařízení bude webová aplikace běžící na platformě RaspberryPI * pro jednotlivá zařízení v domácnosti použijte modul s ESP8266 a implementujte vlastní firmware v prostředí Arduino * zařízení spolu budou komunikovat prostřednictvím wifi sítě * v domácnosti bude možné sledovat teplotu a detekovat otevření dveří * ovládat bude možné zásuvky a světla * aplikace bude umožňovat konfiguraci zařízení s pomocí webové aplikace * dale bude možné graficky zobrazovat průběh teploty * zaměřte se hlavne na efektivní práci s větším množstvím modulů * jednoduchý protokol pro komunikaci s možností snadného rozšíření * ** Zařízení pro monitorování a zobrazování informací o aktuálním stavu provozu automobilu (The automotive data logging device)** - (BP - Bohm Jakub) * Prozkoumejte existující řešení. * Vyberte vhodnou HW platformu. * Vyberte vhodný programovací jazyk. * Navrhněte vlastní řešení splňující tyto požadavky: * malé kompaktní zařízení * zařízení bude obsahovat display, GPS modul, akcelerometr, RTC obvod, A/D převodníky * zařízení bude umožňovat zobrazování hodnoty z A/D převodníku a dalších čidel * bezdrátová komunikace s mobilním telefonem * možnost konfigurace * Výsledné řešení zrealizujte a řádně otestujte. * **Dálkově ovládaná meteostanice s nízkou spotřebou (The remotely controlled low power weather station)** - (BP - Jilek Vojtěch) - Prozkoumejte existující řešení. - Navrhněte a zrealizujte zařízení pro vzdálené měření meteorologických dat - Zařízení bude splňovat tyto požadavky: * stanice bude poskytovat měření teploty, vlhkosti, tlaku a koncentrace CO2 * jako řídicí platformu použijte Arduino s procesorem ATmega2560 * zařízení bude komunikovat s pomocí bluetooth a SMS zpráv s mobilním telefonem * pomocí vzdálené komunikace bude možné zařízení konfigurovat * zařízení bude umožňovat záznam naměřených dat * celý návrh bude proveden s ohledem na nízkou spotřebu * pro výsledné zařízení naprogramujte obslužnou aplikací * aplikaci implementujte v jazyku C * výsledné řešení řádně otestujte * **Programovatelný generátor průběhu (sinus, trojúhelník, obdélník) (Programmable wave generator (sine, triangle, square))** - (BP - Hevessy Karel) - Prozkoumejte existující řešení generování průběhů s pomocí DDS generátorů. - Navrhněte a zrealizujte zařízení pro generování sinusového, trojúhelníkového a obdélníkového průběhu. - Pro zařízení vyberte vhodnou platformu pro řízení DDS generátorů. - Zařízení bude možné ovládat s pomocí grafického dotykového displeje. - Pro výsledné zařízení naprogramujte obslužnou aplikaci. - Aplikaci naprogramujte v jazyce C/C++. - Výsledné zařízení otestujte. * **Zařízení pro sledovaní domácnosti pomocí vestavěných systémů využívající GSM síť k přenosu dat (Smart home embedded surveillance device communicating with a mobile network)** - (DP - Procházka Vojtěch) - Prozkoumejte existující řešení. - Navrhněte a zrealizujte vlastní zařízení umožňující sledování domácnosti. - Zaměřte se zejména na možnost přenášet data mezí zařízením a vzdáleným serverem s co možná nejnižší spotřebou energie. - Zařízení navrhněte tak, aby bylo možné přenášet větší objem dat. - Pro demonstraci správné funkce připojte k zařízení kameru a v určitých intervalech přenášejte statické fotografie. - Vytvořte jednoduchý server pro příjem dat ze vzdáleného zařízení. - Výsledné řešení otestujte a proveďte analýzu spotřeby v závislosti na množství přenášených dat. * **Aplikace pro analýzu průmyslových sběrnic včetně hardwarového trigeru (Application for analysis of industrial buses with hardware trigger)** - (BP - Olekšák Matuš) - Prozkoumejte existující řešení. - Navrhněte a zrealizujte vlastní aplikaci pro analýzu a zpracování dat z průmyslových sběrnic. - Systém musí umožnit zachycení komunikace přes CAN sběrnici v režimu CAN FD, sériové linky, HTTP streamu a veškerou komunikaci přes Ethernet. - Aplikace musí být ovladatelná přes webové API. - Aplikace musí být schopná konfigurovat jednotlivé platformy, které budou obsahovat uživatelem zvolené sběrnice. - Pro synchronizaci a vytváření značek navrhněte a zrealizujte jednoduchý hardware, umožňující spouštět analýzu a vytvářet značky na základě stisknutého tlačítka. - Výsledné řešení otestujte.