Témakiírások 2014/15. őszi félévben Témavezető: Dr. Vörösházi Zsolt voroshazi@vision.vein.hu voroshazi.zsolt@virt.uni-pannon.hu Veszprém, 2014. szeptember 9. Témaismertetés
#1 National Instruments - LabView fejlesztő környezetben a FPGA-s Modul, illetve NI MultiSim használhatóságának vizsgálata az oktatásban: (elsődlegesen Önálló Labor, de lehet Mérnöki Tervezés, Diploma munka, Szakdolgozat) Önálló Labor: A feladat célja, feltérképezni a National Instruments - FPGA moduljának vagy NI MultiSim programcsomagjának felhasználási lehetőségeit kommunikációs, és diagnosztikai tesztek FPGA áramkörön történő megvalósításához. A feladat jó alapot adhat egy NI FPGA témájú segédlet készítéséhez, amely az oktatásban használható. A feladat elvégzéséhez angol nyelvű adatlapok, segédletek készség szintű használatára, programozási ismeretekre is szükség van. Irodalom: http://www.ni.com/fpga/ www.ni.com/multisim http://digilentinc.com/products/detail.cfm?navpath=2,719,1199&prod=multisim
#2 National Instruments LabView/MultiSim fejlesztő környezetben inverter modul szabályozó moduljának megvalósítása smart-grid hálózathoz A feladat célja a tanszéken Matlab Simulinkben kidolgozott inverter szabályozó algoritmusának* megvalósítása, tesztelése NI LabView/ NI MultiSim környezetben, és implementációja egy választott FPGAs fejlesztő rendszeren (NI CompactRIO, vagy Digilent Atlys FPGA fejlesztő kártyán). A feladat elvégzéséhez angol nyelvű adatlapok, segédletek készség szintű használatára, programozási ismeretekre is szükség van. Irodalom: http://www.ni.com/white-paper/14152/en http://sine.ni.com/nips/cds/view/p/lang/hu/nid/210890 https://www.digilentinc.com/atlys http://sine.ni.com/nips/cds/view/p/lang/hu/nid/207371 *Dr. Görbe Péter, Dr. Magyar Attila Választotható: 1 fő (Villamosmérnök BSc hallgató) NI-cRIO 9024
#3 Matlab Simulink Xilinx ISE fejlesztő környezetekben inverter modul szabályozó moduljának megvalósítása smart-grid hálózathoz A feladat célja a tanszéken kidolgozott inverter szabályozó algoritmusának* megvalósítása, tesztelése Matlab Simulink, és implementációja Xilinx ISE környezetben egy választott FPGAs fejlesztő rendszeren (NI Compact Rio, vagy Digilent Nexys-2 FPGA fejlesztő kártyán). A feladat elvégzéséhez angol nyelvű adatlapok, segédletek készség szintű használatára, programozási ismeretekre is szükség van. Irodalom: http://www.mathworks.com/products/simulink/ http://sine.ni.com/nips/cds/view/p/lang/hu/nid/210890 https://www.digilentinc.com/atlys http://sine.ni.com/nips/cds/view/p/lang/hu/nid/207371 *Dr. Magyar Attila, Dr, Görbe Péter (Villamosmérnök BSc hallgató) NI-cRIO 9024
#4 Bluetooth interfész vezérlő fejlesztése Digilent Nexys-2/4/Zybo kártyához A feladat a meglévő FPGA-s fejlesztőkártyák valamelyikén (Digilent Nexys-2/4 vagy Digilent ZYBO + Bluetooth BT2 Pmod, - http://digilentinc.com) Bluetooth chip vezérléséhez interfész tervezése VHDL/C nyelven. Az interfész illesztése Xilinx MicroBlaze vagy ARM processzor architektúrához, AXI vagy PLB buszrendszerrel, ill. a szükséges vezérlő programok elkészítése (C nyelven). A kommunikáció tesztelése. (Sok hasznos könyv, segédanyag, és példaprogram áll rendelkezésre a feladathoz.) Irodalom: http://xilinx.com http://www.digilentinc.com/pmod-nic100
#5 HDMI/DVI interfész fejlesztése Digilent Atlys kártyához A feladat a meglévő FPGA-s fejlesztőkártyán (Digilent Atlys - http://digilentinc.com ) HDMI/DVI szabványú videó feldolgozó interfész illesztése, ill. beágyazott szoftverének megírása. A receiver/transmitter chipek I2C buszon keresztül kommunikálnak a Xilinx Spartan-6 FPGA-ba beágyazható MicroBlaze processzor maggal. Meg kell oldani a processzor és a video chip-ek közötti kommunikációt (IP core beágyazásával), a chip különböző üzemmódjainak kiválasztásához, valamint a beérkező kép fogadását, pufferelését. (Nagyon sok hasznos könyv, segédanyag, és példaprogram áll rendelkezésre a feladathoz.) Irodalom: http://xilinx.com https://www.digilentinc.com/atlys
#6 DSP-s alkalmazások megvalósítása FPGA áramkörön Xilinx ISE illetve Xilinx System Generator rendszerek funkcióinak megismerése Matlab Simulink modulok használatának feltérképezése: a jelfeldolgozó algoritmusoknál használt különböző funkciók, DSP blokkok megismerése. Példákon, tutorial-okon keresztül (pl. szűrők, FFT stb.) a Xilinx ML506 FPGA-s kártya, illetve a Xilinx Virtex-5 SXT processzorok megismerése, dokumentációk áttekintése. Kiválasztott jelfeldolgozó algoritmus* implementálása FPGA-n, Matlab ill. Xilinx szoftverek segítségével. Hasznos előismeretek: A tervezés alapvetően egy magas-szintű szintaktikát használó HDL leíró nyelv, illetve modell alapú (Matlab) nyelven történik. A feladat elvégzéséhez angol nyelvű adatlapok, segédletek készség szintű használatára, programozási ismeretekre is szükség van. *Együttműködés Dr. Magyar Attilával Irodalom: http://xilinx.com
#7 PetaLinux - Beágyazott operációs rendszer FPGA áramkörön PetaLinux SDK fejlesztő környezett és Xilinx EDK/SDK környezetek kombinálása segítsévével beágyazott Linux operációs rendszer használata FPGA áramkörökön. Hasznos előismeretek: A tervezés alapvetően egy magas-szintű szintaktikát használó HDL leíró nyelv, illetve SDK-ban C/C++ nyelven történik. A feladat elvégzéséhez angol nyelvű adatlapok, segédletek készség szintű használatára, programozási ismeretekre is szükség van. Digilent Atlys vagy Digilent Zybo kártyákon. Irodalom: http://www.xilinx.com/products/design-tools/embedded-software.html
#8 Beágyazott rendszer tervezése Vivado HLS segítségével HLS: Magas szintű szintézis eljárás. Segítségével a tradicionális HDL nyelvek helyett, C alapú nyelveken lehet áramköröket szintetizálni FPGA-ra. Hasznos előismeretek: A tervezés alapvetően magas-szintű szintaktikát használó C/C++ nyelven történik. A feladat elvégzéséhez angol nyelvű adatlapok, segédletek készség szintű használatára, programozási ismeretekre is szükség van. Xilinx Vivado HLS használatának elsajítításával FPGA modulok készítése 7-es sorozatú Xiilnx FPGA-kra (Zynq 7010, vagy Kintex-7) Irodalom: http://www.xilinx.com/products/design-tools/vivado/index.htm http://digilentinc.com/products/detail.cfm?navpath=2,719,1197&prod=zybo http://digilentinc.com/products/detail.cfm?navpath=2,719,1185&prod=nexys4
#9 Motor szabályozó rendszer tervezése / vagy robotikai alkalmazáshoz vezérlő rendszer tervezése FPGA áramkörön Xilinx ISE/EDK rendszerében történik a komponens fejlesztés (VHDL nyelven), különböző Digilent-es FPGAs platformra, amelyekhez sokfajta PMOD periféria modulok csatlakoztathatók. Pl. GWS Servo Kit, Motor / Gear, PMOD_RadioFrequency, PMOD_Gyroscope, PMOD_Accelerometer Hasznos előismeretek: A tervezés alapvetően VHDL hardverleíró nyelven, illetve a magasszintű C/C++ nyelven történhet. A feladat elvégzéséhez angol nyelvű adatlapok, segédletek készség szintű használatára, programozási ismeretekre is szükség van. Digilent Nexys-2, Nexys-4, Atlys, vagy ZYBO platformok állnak rendelkezésre. Irodalom: [Robotika] http://digilentinc.com/products/catalog.cfm?navpath=2,403&cat=11 [PMOD] http://digilentinc.com/products/catalog.cfm?navpath=2,401&cat=9
#10 Parallella University Program Nagyteljesítményű Parallella fejlesztő kártya használata. Tervezés Parallella SDK használatával. Bővebb információ: Beágyazott rendszer fejlesztése és beágyazott operációs rendszer használata Parallella fejlesztő kártyán. PUP 2014 program keretében. Irodalom: http://www.parallella.org (Villamosmérnök BSc hallgató, Mérnök Informatikus)