Θέματα Διπλωματικών Εργασιών 2006 2007 Εργαστήριο Λογικής Σχεδίασης και Αρχιτεκτονικής

Θέματα Διπλωματικών Εργασιών 2006 2007 Εργαστήριο Λογικής Σχεδίασης και Αρχιτεκτονικής 1. Πτυχιακές εργασίες στην περιοχή του ελέγχου ορθής λειτουργίας ψηφιακών συστημάτων και ολοκληρωμένων κυκλωμάτων Ο έλεγχος ορθής λειτουργίας είναι μία από τις πιο κρίσιμες παραμέτρους που πρέπει να λαμβάνονται υπόψη κατά τη διαδικασία σχεδίασης ενός ψηφιακού συστήματος, μιας και εξασφαλίζει την απρόσκοπτη λειτουργία των ολοκληρωμένων που διοχετεύονται στην αγορά. Ένα από τα πιο κρίσιμα προβλήματα του ελέγχου ορθής λειτουργίας σύγχρονων ψηφιακών συστημάτων είναι αυτό του αυξημένου όγκου δεδομένων ελέγχου και του χρόνου εφαρμογής του ελέγχου. Εξαιτίας της μεγάλης πυκνότητας των ολοκληρωμένων ψηφιακών κυκλωμάτων, μεγάλες ποσότητες δυαδικών ψηφίων ελέγχου απαιτείται να αποθηκευθούν στη μνήμη των εξωτερικών ελεγκτών και να μεταφερθούν, διαμέσου των αργών γραμμών τους, στο ολοκληρωμένο. Η συγκεκριμένη διαδικασία αυξάνει σημαντικά το συνολικό χρόνο ελέγχου, γεγονός το οποίο δεν είναι επιθυμητό καθώς προκαλεί την αύξηση του κόστους των παραγόμενων ολοκληρωμένων. Τα τελευταία χρόνια, μία πληθώρα τεχνικών συμπίεσης των δεδομένων ελέγχου έχουν προταθεί τόσο από τη διεθνή επιστημονική κοινότητα όσο και από τη βιομηχανία, ώστε να αντιμετωπιστεί το παραπάνω πρόβλημα. Σύμφωνα με αυτές, συμπιεσμένα δεδομένα τροφοδοτούνται από τον εξωτερικό ελεγκτή στο ολοκληρωμένο και αποσυμπιέζονται εσωτερικά με τη βοήθεια ενός ενσωματωμένου κυκλώματος αποσυμπίεσης. Για να θεωρηθεί επιτυχημένη μια τέτοια τεχνική πρέπει να συνδυάζει πολύ καλά ποσοστά συμπίεσης και μικρού μεγέθους μονάδες αποσυμπίεσης. Διπλωματική 1 Ανάπτυξη μίας νέας τεχνικής συμπίεσης δεδομένων ελέγχου με χρήση πολλαπλών κωδίκων και υλοποίηση εργαλείου αυτοματοποιημένης παραγωγής (CAD) των αντίστοιχων κυκλωμάτων αποσυμπίεσης Στόχος της παρούσας διπλωματικής είναι να διερευνήσει τις δυνατότητες μίας νέας τεχνικής συμπίεσης δεδομένων ελέγχου, η οποία βασίζεται στη χρήση πολλαπλών κωδίκων συμπίεσης. Η τεχνική αυτή θα είναι κατάλληλη και για τον έλεγχο κυκλωματικών μονάδων (cores) άγνωστης δομής. Τέτοιες μονάδες είναι δομικά κλειστές στο σχεδιαστή του συστήματος, εξαιτίας του ότι προέρχονται από τρίτους κατασκευαστές, στους οποίους και ανήκουν τα πνευματικά τους δικαιώματα (IP cores). Διπλωματική 2 Ανάπτυξη πρόσφατων τεχνικών συμπίεσης δεδομένων ελέγχου και εκτίμηση των αποτελεσμάτων τους Η διπλωματική αυτή θα επικεντρωθεί στην υλοποίηση μίας πρόσφατης τεχνικής, η οποία χρησιμοποιεί Selective Scan-slice Encoding και η οποία υπόσχεται πολύ υψηλά ποσοστά συμπίεσης (μέχρι και 28x). Σημειώνεται ότι και αυτή η τεχνική είναι κατάλληλη για τον έλεγχο μονάδων άγνωστης δομής τρίτων κατασκευαστών (IP cores). Επιβλέπων: Μάνος Καλλίγερος (kalliger@uop.gr) 2. "Ανάπτυξη εφαρμογής σε PC με VISUAL C++ platform για απεικόνιση/αλλαγή των RPR καταχωρητών (RS232 σύνδεση)" - Σε συνεργασία με το Τμήμα Μικροηλεκτρονικής Intracom Πάτρας "Η τεχνολογία RPR (Resilient Packet Ring, IEEE 802.17) συνδυάζει τα πλεονεκτήματα των SONET και Ethernet πρωτοκόλλων που χρησιμοποιούνται σήμερα σε τοπολογίες δακτυλίων. Βασίζεται σε πακέτα και επιτρέπει μια πιο δυναμική χρήση του διαθέσιμου bandwidth σε σχέση με ένα circuit switched SONET δακτύλιο. Παράλληλα χρησιμοποιεί την τοπολογία δακτυλίου για την υλοποίηση μηχανισμών προστασίας

και αλγορίθμων δίκαιας κατανομής του διαθέσιμου bandwidth (fairness algorithms). H εργασία απαιτεί την ανάπτυξη εφαρμογής σε PC με VISUAL C++ platform, για την απεικόνιση/αλλαγή των καταχωρητών ενός RPR συστήματος. Η επικοινωνία θα βασισθεί στην RS232 διασύνδεση." Ο ενδιαφερόμενος θα πρέπει να έχει οπωσδήποτε προηγούμενη εμπειρία σε ανάπτυξη εφαρμογών C++. Επιβλέπων: Γιώργος Καραγιάννης (karayian@uop.gr) 3. Η χρήση μίας συχνότητας στην εφαρμογή Mesh oriented ασύρματων δικτύων οδηγεί σε συστήματα που αδυνατούν να εκμεταλλευτούν το χρήσιμο Bandwidth του εύρους των διαθέσιμων συχνοτήτων. Η λύση είναι η χρήση πολλαπλών συχνοτήτων από τους κόμβους. Οι τρόποι όμως της επιλογής των συχνοτήτων αποτελεί ένα πεδίο έρευνας που ιδιαίτερα σε selforganized multi-hop mesh δίκτυα είναι ιδιαίτερα πολύπλοκο. Σκοπός της παρούσας διπλωματικής είναι η μελέτη και αναζήτηση προτεινόμενων μεθόδων (Channel allocation techniques and algorithms for 802.11 a/b/g multi-hop ad hoc Wireless Networks) και ενδεχόμενη πρόταση για βελτιστοποίηση ή εισαγωγή νέων μεθόδων. Οι αλγόριθμος-τεχνική που θα αξιολογηθεί ως βέλτιστος θα εφαρμοστεί σε simulation environment ενός Mesh- Oriented δικτύου. - Σε συνεργασία με την εταιρεία Antcor Επιβλέπων: Γιώργος Καραγιάννης (karayian@uop.gr) 4. Η ύπαρξη συστημάτων πολλαπλών επεξεργαστών εγείρει την ανάγκη ενός πρωτόκολλου επικοινωνίας μεταξύ των διεργασιών που αυτοί τρέχουν. Ειδικά στην πιο ενδιαφέρουσα περίπτωση κατά την οποία οι επεξεργαστές αυτοί είναι απομακρυσμένοι (κόμβοι ενός δικτύου) και τρέχουν διαφορετικά λειτουργικά συστήματα υπάρχει η απαίτηση για όσον το δυνατόν ταχύτερη και πιο αξιόπιστη επικοινωνία. Σκοπός της παρούσας διπλωματικής είναι η μελέτη και αναζήτηση προτεινόμενων υλοποιήσεων για επικοινωνία διεργασιών που εδρεύουν σε διαφορετικούς επεξεργαστές όπως το TIPC (Transparent Inter Process Communication) ή το LINX. Επίσης θα αξιολογηθούν προτάσεις για βελτιστοποίηση των παραπάνω μεθόδων ή εισαγωγή νέων. - Σε συνεργασία με την εταιρεία Antcor Επιβλέπων: Γιώργος Καραγιάννης (karayian@uop.gr) 5. Η ολοένα αυξανόμενη διείσδυση του linux σαν λειτουργικού συστήματος σε οικιακούς υπολογιστές (desktops) έχει οδηγήσει στην δημιουργία μιας σειράς γραφικών εφαρμογών σε περιβάλλον linux έτσι ώστε το σύστημα να είναι φιλικό προς τον τελικό χρήστη. Σκοπός της παρούσας διπλωματικής είναι η υλοποίηση μιας εφαρμογής client-server γιά dynamic configuration του linux firewall και του Qos (Quality of service).ο server θα είναι ένας δαίμονας (εφαρμογή) ο οποίος θα παραμετροποιεί εργαλεία του linux όπως το iptables και το tc ενώ ο client ένα GUI (Graphical User Interface)για τον απομακρυσμένο έλεγχο (remote control) του δαίμονα. Ο παραγόμενος κώδικας θα είναι διαθέσιμος με την μορφή ανοικτού λογισμικού (open source). - Σε συνεργασία με την εταιρεία Antcor Επιβλέπων: Γιώργος Καραγιάννης (karayian@uop.gr)

6. Υλοποίηση σε λογισμικό και υλικό ιδιαίτερων σχημάτων κρυπτογράφησης εικόνων και video. Μια ασυμπίεστη εικόνα που περιέχει περιοχές με σταθερό τόνο του γκρίζου και η αντίστοιχη κρυπτογραφημένη της έκδοση με βάση τον αλγόριθμο AES στα 128-bit. Ο απλούστερος τρόπος κρυπτογράφισης μιας εικόνας ή ενός video είναι ίσως να θεωρηθεί η διδιάστατη ή τριδιάστατη δομή δεδομένων σαν μια μονοδιάστατη δομή δεδομένων που στη συνέχεια κρυπτογραφείται με κάποια ήδη υπάρχουσα κλασική μέθοδο. Αυτή η απλή προσέγγιση (naive encryption) είναι αποτελεσματική για εφαρμογές κρυπτογράφισης εικόνας/video της καθημερινής ζωής. Όμως, όταν κάποιος αποφασίσει να υλοποιήσει έναν αντίστοιχο αλγόριθμο για την κρυπτογράφιση ευαίσθητων εικόνων και video τα πράγματα γίνονται πιο πολυπλοκα. Τα σχήματα κρυπτογράφισης εικόνας/video λοιπόν πρέπει να έχουν πολλές φορές συγκεκριμένες ξεχωριστές ιδιότητες ιδιότητες: Να συμμορφώνονται με τον τύπο και τα χαρακτηριστικά της εικόνας/του video (format-compliance). Η κρυπτογραφημένη εικόνα (ή το video) είναι δυνατό να αποκρυπτογραφηθεί (έστω και μερικά) στο δέκτη και χωρίς τη γνώση του μυστικού κλειδιού. Το φαινόμενο αυτό της διαφάνειας (transparency) πρέπει να αντιμετωπίζεται από τον αλγόριθμο κρυπτογράφισης και αυτή η πιθανότητα να αποκλείεται. Να ικανοποιείται η ιδιότητα της βάθμωσης (scalability), δηλαδή να υπάρχει πολυεπίπεδη ασφάλεια της κρυπτογραφημένης πληροφορίας για τις διάφορες εφαρμογές με εικόνας/video. Να ικανοποιείται επίσης η ιδιότητα της αντιληπτότητα (perceptibility), δηλαδή η δυνατότητα μερικής κρυπτογράφισης οπτικής πληροφορίας. Αυτό είναι χρήσιμο για υπηρεσίες pay-after-trial (πληρώστεμετά-από-δοκιμη) και για εφαρμογές όπως τα ψηφιακά πολυμέσα pay-tv και VoD. Να υπάρχει ανεκτικότητα σε σφάλματα (error tolerability). Επίσης: Σε κρίσιμες εφαρμογές ένας αλγόριθμος κρυπτογράφισης σε εφαρμογές εικόνας και video όπου τα δεδομένα είναι πολλά δεν πρέπει να είναι αργός. Η κρυπτογράφιση και η συμπίεση αλληλοεπηρεάζονται και αλληλοεξαρτώνται και πρέπει αυτό να λαμβάνεται υπόψιν στη δημιουργία αλγορίθμων κρυπτογράφισης. Με βάση αυτές τις παραδοχές προτείνονται τα παρακάτω θέματα διπλωματικών στους παρακάτω γενικούς ερευνητικούς τομείς: Ανάπτυξη σχημάτων κρυπτογράφησης εικόνας βασισμένων σε καμπύλες τύπου fractal. Ανάπτυξη σχημάτων κρυπτογράφησης εικόνας βασισμένη σε 2-D και 1-D χαοτικούς πίνακες. Ανάπτυξη σχημάτων κρυπτογράφησης video βασισμένα σε χαοτικά μοντέλα. Ανάπτυξη σχημάτων υδατογραφήσεις βασισμένα σε χαοτικά μοντέλα.

Επιβλέπων: Γιώργος Καραγιάννης (karayian@uop.gr) 7. Σχεδίαση, βελτιστοποίηση και υλοποίηση σε FPGAs αλγορίθμων επεξεργασίας εικόνας και video με χρήση των γλωσσών Handel C/Impulse C Σε συνεργασία με το Digital Systems Group του Department of Electrical and Electronic Engineering του Imperial College London Η συνεχώς αυξανόμενη πολυπλοκότητα των σύγχρονων εφαρμογών κάνει την υλοποίηση τους σε FPGAs και ολοκληρωμένα κυκλώματα ιδιαίτερα πολύπλοκη και χρονοβόρα. Η χρήση γλωσσών παραλλαγών της C όπως η Impulse C και η Handel C για τη σχεδίαση υλικού είναι μια ελκυστική εναλλακτική λύση για το πρόβλημα αυτό αφού προσφέρει τη δυνατότητα σχεδίασης σε ένα επίπεδο μικρότερης λεπτομέρειας. Ο στόχος αυτού του συνόλου των εργασιών είναι η σχεδίαση αλγορίθμων επεξεργασίας εικόνας και Video με χρήση των γλωσσών Impulse C και Handel C και η υλοποίηση τους σε FPGAs. Έμφαση θα δοθεί στην βελτιστοποίηση των πηγαίων περιγραφών (σε Impulse C και Handel C) με χρήση μετασχηματισμών κώδικα. Στόχος είναι η δημιουργία συστηματικών μεθοδολογιών βελτιστοποίησης σε επίπεδο πηγαίου κώδικα. Επιβλέπων: Κώστας Μασσέλος (kmas@uop.gr) 8. Σχεδίαση και υλοποίηση του ευθύ και αντίστροφου μετασχηματισμού Wavelet δύο διαστάσεων Σε συνεργασία με το Digital Systems Group του Department of Electrical and Electronic Engineering του Imperial College London Ο δύο διαστάσεων wavelet μετασχηματισμός χρησιμοποιείται ευρύτατα σε πρότυπα επεξεργασίας εικόνας και video όπως τα (JPEG 2000, MPEG4). Ο στόχος αυτού του συνόλου των εργασιών θα είναι η σχεδίαση διαφορετικών αρχιτεκτονικών για τον ευθύ και αντίστροφο μετασχηματισμό wavelet με χρήση γλώσσας περιγραφής υλικού (VHDL, Verilog). Οι αρχιτεκτονικές που θα αναπτυχθούν θα αφορούν διαφορετικά σύνολα φίλτρων που περολαμβάνονται στις προδιαγραφές του JPEG 2000 και διαφορετικές τεχνικές σάρωσης της εικόνας (row-column, line based, block based). Οι αρχιτεκτονικές που θα αναπτυχθούν θα υλοποιηθούν σε FPGAs και θα αξιολογηθούν. Υπάρχει επίσης η δυνατότητα ανάπτυξης λογισμικού (σε γλώσσα C) για διαφορετικές υλοποιήσεις του δύο διαστάσεων ευθύ και αντίστροφου wavelet μετασχηματισμού. Το λογισμικό θα απεικονιστεί σε προγραμματιζόμενους επεξεργαστές και οι υλοποιήσεις θα συγκριθούν ως προς την απόδοσης τους. Επιβλέπων: Κώστας Μασσέλος (kmas@uop.gr) 9. Σχεδίαση γεννητριών αρχιτεκτονικών αλγορίθμων ψηφιακής επεξεργασίας σήματος σε VHDL/Verilog - Σε συνεργασία με το Digital Systems Group του Department of Electrical and Electronic Engineering του Imperial College London Οι ευέλικτοι, παραμετροποιημένοι πυρήνες σχεδίασης (IP cores) είναι πολύ δημοφιλείς στη σχεδίαση σε FPGAs αλλά και στη σχεδίαση ολοκληρωμένων κυκλωμάτων. Είναι δυνατή η χρήση τους για την παραγωγή αρχιτεκτονικών με βάση τις αλγοριθμικές παραμέτρους ενός δεδομένου αλγορίθμου. Αλγόριθμοι ψηφιακής επεξεργασίας σήματος χρησιμοποιούνται ευρύτατα σε διαφορετικά πεδία εφαρμογών όπως οι επικοινωνίες και τα πολυμέσα. Ο στόχος αυτού του συνόλου των εργασιών είναι η ανάπτυξη πυρήνων σχεδίασης σε γλώσσες περιγραφής υλικού (VHDL, Verilog) παραμετροποιημένων ώστε να μπορούν να παράγουν αρχιτεκτονικές για διαφορετικές παραμέτρους του αλγορίθμου. Οι αλγόριθμοι για τους οποίους θα αναπτυχθούν γεννήτριες περιλαμβάνουν: Finite Impulse Response φίλτρα Fast Fourier Transform Discrete Cosine Transform Full Search Motion Estimation Vector Quantization for Image Processing Οι πυρήνες που θα αναπτυχθούν θα υλοποιηθούν και θα αξιολογηθούν σε FPGAs. Επιβλέπων: Κώστας Μασσέλος (kmas@uop.gr)

10. Ανάπτυξη λογισμικού αυτοματοποίησης σχεδίασης βασισμένο στο πρόβλημα του minimum cost Hamiltonian tour - Σε συνεργασία με το Digital Systems Group του Department of Electrical and Electronic Engineering του Imperial College London Η εύρεση της ελάχιστου κόστους Hamiltonian διαδρομής σε ένα γράφημα είναι ένα ιδιαίτερα πολύπλοκο πρόβλημα βελτιστοποίησης. Η ιδέα αυτού του προβλήματος μπορεί να χρησιμοποιηθεί στα πλαίσια της σύνθεσης αρχιτεκτονικής ψηφιακών κυκλωμάτων/συστημάτων. Ο στόχος αυτής της εργασίας είναι η ανάπτυξη λογισμικού για την λύση παραλλαγών του προβλήματος εύρεσης της ελάχιστου κόστους Hamiltonian διαδρομής. Οι ρουτίνες βελτιστοποίησης που θα αναπτυχθούν θα χρησιμοποιηθούν για την αποδοτική σύνθεση αρχιτεκτονικής αλγορίθμων Ψηφιακής Επεξεργασίας Σήματος. Επιβλέπων: Κώστας Μασσέλος (kmas@uop.gr) 11. Σχεδίαση βασικών μονάδων επεξεργασίας (data paths) από την περιοχή εφαρμογών Ψηφιακής Επεξεργασίας Σήματος (DSP), με χρήση μεθοδολογίας High-Level Synthesis με Impulse C - Σε συνεργασία με το Εργαστήριο Μικροηλεκτρονικής της Intracom Telecom. Λόγω της συνεχώς αυξανόμενης πολυπλοκότητας των σχεδιάσεων σε προϊόντα με ολοκληρωμένα κυκλώματα VLSI (Very Large Scale of Integration), γίνεται όλο και πιο ελκυστική και ζητούμενη στην βιομηχανία ηλεκτρονικών η σχεδίαση και υλοποίηση εφαρμογών DSP για τηλεπικοινωνίες με την χρήση τεχνικών περιγραφής και σύνθεσης υψηλού επιπέδου. Ένα παράδειγμα τέτοιας μεθοδολογίας είναι η σχεδίαση βασικών μονάδων data paths για εφαρμογές DSP με την χρήση π.χ. των εργαλείων σύνθεσης Handel C / Impulse C. Στόχος είναι η αξιολόγηση αυτής της μεθοδολογίας και της καταλληλότητάς της για την κατηγορία αυτών των εφαρμογών (DSP data paths). Οι εφαρμογές αυτές θα περιλαμβάνουν (όχι αποκλειστικά και μόνον) DSP data paths, όπως 35-tap και άνω φίλτρα FIR, μεγάλα FFTs (π.χ. 256 σημείων), και μονάδες Discrete Cosine Transform. Η αξιολόγηση αυτή θα επιτευχθεί με σχεδίαση και υλοποίηση με τα εργαλεία Σύνθεσης Υψηλού Επιπέδου (π.χ. Impulse C), και με σύγκριση αυτών των υλοποιήσεων με υλοποιήσεις κατευθείαν σε VHDL. Η σύγκριση αυτή θα γίνει μέσω ανάλυσης του παραγόμενου κώδικα και εξομοιώσεων των μοντέλων VHDL, καθώς από τα αποτελέσματα των δύο παραπάνω μεθόδων από υλοποιήσεις σε κατάλληλα Xilinx FPGAs (Spartan family). Επιβλέπων : Μιχάλης Δόσης (mdos@intracom.gr), Κώστας Μασσέλος (kmas@uop.gr) 12. Σχεδίαση βασικών μονάδων ελέγχου (control paths) από την περιοχή εφαρμογών scheduling IEEE 802.16d και επιλεγμένων benchmarks, με χρήση μεθοδολογίας High- Level Synthesis με Impulse C - Σε συνεργασία με το Εργαστήριο Μικροηλεκτρονικής της Intracom Telecom. Λόγω της συνεχώς αυξανόμενης πολυπλοκότητας των σχεδιάσεων σε προϊόντα με ολοκληρωμένα κυκλώματα VLSI (Very Large Scale of Integration), γίνεται όλο και πιο ελκυστική και ζητούμενη στην βιομηχανία ηλεκτρονικών η σχεδίαση και υλοποίηση εφαρμογών ελέγχου για τηλεπικοινωνίες με την χρήση τεχνικών περιγραφής και σύνθεσης υψηλού επιπέδου. Ένα παράδειγμα τέτοιας μεθοδολογίας είναι η σχεδίαση του βασικού μέρους του control path ενός scheduler, ή και του convergence layer που χρησιμοποιούνται στο πρωτόκολλο MAC του IEEE 802.16d, με την χρήση π.χ. των εργαλείων σύνθεσης Handel C / Impulse C και άλλων. Ένα άλλο παράδειγμα, το οποίο αποτελεί και γενικά αποδεκτό benchmark για εργαλεία και τεχνικές σύνθεσης υψηλού επιπέδου, είναι κώδικας προγράμματος που να περιλαμβάνει έναν αριθμό από φωλιασμένους βρόχους (2-5) και με 100 επαναλήψεις στον κάθε βρόγχο. Στόχος είναι η αξιολόγηση αυτής της μεθοδολογίας και της καταλληλότητάς της για την κατηγορία αυτών των εφαρμογών (control paths). Η αξιολόγηση αυτή θα επιτευχθεί με σχεδίαση και υλοποίηση με τα εργαλεία Σύνθεσης Υψηλού Επιπέδου (π.χ. Impulse C), και με σύγκριση αυτών των υλοποιήσεων με υλοποιήσεις κατευθείαν σε VHDL. Η σύγκριση αυτή θα γίνει μέσω ανάλυσης του παραγόμενου κώδικα και εξομοιώσεων των μοντέλων VHDL, καθώς από τα αποτελέσματα των δύο παραπάνω μεθόδων από υλοποιήσεις σε κατάλληλα Xilinx FPGAs (Spartan family). Επιβλέπων : Μιχάλης Δόσης (mdos@intracom.gr), Κώστας Μασσέλος (kmas@uop.gr)

13. Σχεδίαση και υλοποίηση σε FPGAs κρίσιμων τμημάτων πρωτοκόλλων ασύρματων δικτύων - Σε συνεργασία με το Εργαστήριο Μικροηλεκτρονικής της Intracom Telecom. Τα ασύρματα δίκτυα είναι μια από τις περισσότερο δημοφιλείς τεχνολογικές εφαρμογές σήμερα, υπόσχοντας να υλοποιήσουν σύντομα το όραμα connected anytime, anywhere. Βασικό ρόλο στα σύγχρονα ασύρματα δίκτυα αλλά όπως διαφαίνεται και στα μελλοντικά, παίζει η τεχνολογία διαμόρφωσης OFDM (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing). Το αντικείμενο αυτού του συνόλου των διπλωματικών εργασιών θα είναι η σχεδίαση κρίσιμων τμημάτων του φυσικού επιπέδου πρωτοκόλλων όπως τα IEEE 802.16d/e/j που στηρίζονται στην τεχνολογία OFDM και η υλοποίηση τους σε FPGAs. Η σχεδίαση θα γίνει είτε με την καθιερωμένη προσέγγιση που βασίζεται σε γλώσσες περιγραφής υλικού όπως η VHDL είτε με χρήση εργαλείων σύνθεσης από περιγραφές υψηλότερου επιπέδου π.χ. Impulse C - Impulse Co- Developer, Celoxica Handel C. Τυπικά εργαλεία σύνθεσης και υλοποίησης θα χρησιμοποιηθούν σε κάθε περίπτωση για την απεικόνιση σε FPGAs. Kρίσιμα τμήματα τα οποία πιθανά θα εξεταστούν περιλαμβάνουν: FFT/IFFT, Convolutional Encoder/Viterbi Decoder, Reed Solomon Encoder/Decoder, Interleaver/Deinterleaver, Mapper/Demapper, Cyclic Prefix Insertion/Extraction. Στόχοι των διπλωματικών εργασιών αυτής της ομάδας θα είναι: α) η ανάπτυξη αποδοτικών υλοποιήσεων για τους αλγορίθμους που θα επιλεγούν β) όσο το δυνατό μεγαλύτερη παραμετροποίηση των υλοποιήσεων ώστε να είναι δυνατή η επαναχρησιμοποίηση των υλοποιήσεων, και γ) σύγκριση των δύο διαφορετικών προσεγγίσεων σχεδίασης (με βάση την VHDL ή την Impulse C/Handel C). Επιβλέπων : Ζέτα Μπακιρτzόγλου (zeba@intracom.gr), Κώστας Μασσέλος (kmas@uop.gr) 14. Πτυχιακές Εργασίες Σχεδιασμού Ψηφιακών Συστημάτων Weather center: Σχεδιασμός μετεωρολογικού σταθμού μέτρησης φωτεινότητας, ταχύτητας και διεύθυνσης ανέμου, ύψους βροχόπτωσης, θερμοκρασίας, φωτεινότητας και ίσως ατμοσφαιρικής πίεσης. Η εφαρμογή περιλαμβάνει κύκλωμα βασισμένο στον 89C2051 της atmel κατασκευές μέτρησης (φτερωτές, πιεσόμετρα, δοχεία συλλογής νερού κτλ.) και σύνδεση μέσω ενός linux υπολογιστή στην ιστιοσελίδα του πανεπιστημίου. Multimedia Tracking System. Σύστημα εντοπισμού βασισμένο σε υπερήχους για εφαρμογές πολυμέσων (πχ. Γάντι multimedia). Το σύστημα περιλαμβάνει έναν εκπομπό και τρεις δέκτες που μπορούν να εντοπίσουν στον χώρο τις συντεταγμένες του εκπομπού. Η εφαρμογή περιλαμβάνει κύκλωμα βασισμένο σε 89C2051 αναλογικά κυκλώματα οδήγησης εκπομπού και δέκτη υπερήχων και PC που θα υπολογίζει τις συντεταγμένες με βάση τις καθυστερήσεις του ήχου να φτάσει στους τρεις δέκτες. Εάν το πρόβλημα επιτρέψει ίσως τελικά γίνουν δύο modes λειτουργίας: γρήγορη λειτουργία όπου και το σφάλμα θα είναι της τάξης του ενός εκατοστού του μέτρου και αργή λειτουργία όπου η ακρίβεια θα είναι της τάξης του χιλιοστού του μέτρου για αργά κινούμενα αντικείμενα. ZigBee sensor arrays. RF δίκτυα μετρήσεων παραμέτρων. Σε συνεργασία με την νομαρχία Αργολίδος, δίκτυο μέτρησης και ενημέρωσης αγρότη με sms της κατάστασης του κτήματος (πορτοκαλεώνα), θερμοκρασία,υγρασία αναπνοή ωρίμανση πορτοκαλιών σε διάφορα δένδρα. Επιβλέπων : Κώστας Παπαθανασίου (kostasp@uop.gr) 15. Πτυχιακές Εργασίες Σχεδιασμού VLSI - Software / Θεωρία Κυκλωμάτων Αποπεράτωση προγράμματος προσομοίωσης VLSI κυκλωμάτων (μέρος του κώδικα υπάρχει ήδη). Περιλαμβάνει Java και html σελίδα περιγραφής batch προσομοιώσεων διαφορετικών καταστάσεων (πχ. Θερμοκρασίας, Corner, τάσεων κτλ.). Server που αποκωδικοποιεί τα δεδομένα αυτά και ξεκινά τον προσομοιωτή (αυτό μπορεί να γίνει σε custom server σε perl ή awk ή να σεταριστεί από php σε έναν html server. Και τέλος διαχείριση αποτελεσμάτων, xml αρχείων και postscript εκτυπώσεων για την δημιουργία της τεκμηρίωσης των κυκλωμάτων.

Πλατφόρμα σωστής προσομοίωσης fractional-n PLLs: διόρθωση εργαλείων που δίνονται στο διαδίκτυο από μεγάλα πανεπιστήμια του εξωτερικού και δημιουργία βιβλιοθήκης που να λύνει το πρόβλημα της προσομοίωσης fractional-n PLLs. Δηλαδή να υπολογίζει με ακρίβεια, που σημαίνει αργή προσομοίωση, μια σειρά από πολλαπλά δείγματα, καθώς ένα fractional-n δημιουργεί μια σειρά πολλαπλών ψευδοτυχαίων εξόδων που παίρνει πολύ ώρα να προσομοιωθούν. Σχεδίαση και μελέτη μοντέρνας μορφής δέκτη που να περιλαμβάνει subsampling έτσι ώστε να κερδίζουμε όλα τα προτερήματα της νέας τεχνολογίας που προτείνει η Texas Instruments χωρίς να εγκαταλείπουμε δοκιμασμένες τεχνικές του παρελθόντος στον βωμό της διαρκούς σμίκρυνσης της τεχνολογίας. Αυτό είναι δυνατό να επιτευχθεί με έναν συμβατικό RF receiver και ένα switched-current oversampled φίλτρο και baseband chain που φαντάζει να εμπεριέχει θετικά και από τους δυο κόσμους. Μεταφραστή Pcells (programmable cells) για σχεδίαση ολοκληρωμένων κυκλωμάτων σε PyCells της Ceranova για Open Access database Ολοκλήρωση GNU εργαλείων και τεχνολογιών της TSMC με την πληροφορία που παρέχει ελεύθερα η MOSIS προκειμένου να γίνει το εργαστήριο VLSI. Επιβλέπων : Κώστας Παπαθανασίου (kostasp@uop.gr) 16. Πτυχιακές Εργασίες Σχεδιασμού VLSI - Integrated Circuits Πλατφόρμα ανάπτυξης fractional-n PLL. Περιλαμβάνει σχεδιασμό ολοκληρωμένου κυκλώματος VLSI ενός PLL με δυνατότητα εξωτερικής οδήγησης του διαιρέτη της συχνότητας από εξωτερική FPGA. Τα μέρη που περιλαμβάνει είναι prescaler από 1.6GHz σε περίπου 200 ή 400MHz δηλαδή 4-5 ή 8-9 prescaler. Κατόπιν ένας διαιρέτης CMOS σε 2ΜΗz δηλαδή Ν=200. Παραπέρα phase-detector και charge pump. Σχεδίαση multi-bit ΣΔ modulator για την υλοποίηση ακριβούς ADC για Ultra Wide Band συστήματα. Τα UWB θα αποτελέσουν ασύρματα USB συστήματα που φιλοδοξούν να καταργήσουν (ή συγχωνέψουν) bluetooth καλώδια στερεοφωνικών και video καθώς και firewire. Το σήμα τους έχει Bandwidth 500ΜΗz και θα χρησιμοποιήσουμε ovresampling ratio 4 για να μπορέσουμε να πάρουμε 12+ bits resolution από το κανάλι των 500ΜΗz. Ο σχεδιασμός θα γίνει σε σχετικά παλαιά τεχνολογία οπότε τα 2GHz (500ΜΗz*4) φαντάζουν απλησίαστα στα σημερινά σχεδιαστικά δεδομένα. Αναγκαστικά θα χρησιμοποιηθούν νέες τεχνικές για να μπορέσουμε να αντεπεξέλθουμε στις υψηλές ταχύτητες. Επιβλέπων : Κώστας Παπαθανασίου (kostasp@uop.gr) 17. Πτυχιακές Εργασίες Σχεδιασμού VLSI - Board Level Hardware Πλατφόρμα μέτρησης θορύβου PLL σε PCB που περιλαμβάνει δύο PLLs ένα μείκτη. Η έξοδοι των δύο VCOs αναμιγνύονται και δίνουν τον θόρυβο σε συχνότητες κοντά στο DC. Η μέτρηση λοιπόν μπορεί να γίνει με έναν φθηνό παλμογράφο και ο ζητούμενος θόρυβος προκύπτει ώς η τετραγωνική ρίζα του δύο του μετρούμενου θορύβου θεωρώντας ότι ο θόρυβος των δύο ίδιων PLLs είναι στατιστικώς μη συσχετισμένος και ίσος. Επιβλέπων : Κώστας Παπαθανασίου (kostasp@uop.gr) 18. Σχεδίαση και υλοποίηση "Ασύρματου μετρητή κατανάλωσης για Έξυπνο Σπίτι" Σε συνεργασία με την εταιρεία inaccess Networks Σκοπός της παρούσας διπλωματικής είναι η υλοποίηση και σχεδιασμός ενός μετρητή ηλεκτρικής κατανάλωσης. Ο μετρητής θα υποστηρίζει το ασύρματο πρωτόκολλο Zigbee για να επικοινωνεί με τον κεντρικό ελεγκτή του σπιτιού. Η υλοποίηση του κυκλώματος μέτρησης θα υλοποιείται με το ολοκληρωμένο STPM01 (ST Microelectronics).

Η παρούσα εργασία θα περιλαμβάνει την ανάπτυξη κώδικα για μικροελεγκτή 8051 και την υλοποίηση τυπωμένης πλακέτας που θα περιλαμβάνει τον μικροελεγκτή, τον Zigbee tranceiver και το ολοκληρωμένο STPM01. 19. Δίκτυο Κατανεμημένων Αισθητήρων βασισμένο στην τεχνολογία Zigbee Σε συνεργασία με την εταιρεία inaccess Networks Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η μελέτη και υλοποίηση ενός δικτύου κατανεμημένων αισθητήρων (π.χ. θερμοκρασίας) βασισμένο στην ασύρματη τεχνολογία Zigbee. Η εργασία θα περιλαμβάνει: - την επιλογή της Zigbee πλατφόρμας/ολοκληρωμένου που θα χρησιμοποιηθεί για την υλοποίηση των αισθητήρων - την ανάπτυξη κώδικα για τον προγραμματισμό του μικροελεγκτή του αισθητήρα - την ανάπτυξη μίας απλής εφαρμογής για την συλλογή των δεδομένων των αισθητήρων 20. Υλοποίηση ενός "Error Correction and Control - ECC" αλγορίθμου για χρήση σε υπάρχον ελεγκτή SDRAM - Σε συνεργασία με την εταιρεία Alma Technologies Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η μελέτη και σχεδιασμός ενός συστήματος ελέγχου και διόρθωσης μονών σφαλμάτων κατα την ανάγνωση δεδομένων από SDR/DDR SDRAM μνήνη. Συγκεκριμένα ο ελεγκτής θα παράγει ένα 8-bit Hamming κώδικα κατά την εγγραφή μιας 64-bit λέξης στην SDRAM. Ο κώδικας αυτός θα εγγράφεται παράλληλα με την λέξη στην SDRAM (η οποία θα είναι 72-bit wide). Κατα την ανάγνωση θα ελέγχει τον κώδικα και θα διορθώνει την λέξη στην περίπτωση πού έχει πειραχτεί ένα μόνο bit, ενώ θα ειδοποιεί το παραπάνω επίπεδο σε περίπτωση που η λέξη δεν μπορεί να διορθωθεί. 21. Ανάπτυξη περιβάλλοντος για προσομοίωση και επαλήθευση συστημάτων των οποίων η ανάπτυξη έχει γίνει με κάποια γλώσσα περιγραφής υλικού (π.χ. VHDL, Verilog) - Σε συνεργασία με την εταιρεία Alma Technologies Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η ανάπτυξη ενός περιβάλοντος το οποίο θα χρησιμοποιηθεί για τον ελέγχο της λειτουργείας HDL συστημάτων (ή αλλιώς IP Cores). Συγκεκριμένα η εργασία θα περιλαμβάνει: - την ανάπτυξη, σε γλώσσα VHDL, ενός παραμετρικού συστήματως παραγωγής test-vectors - την ανάπτυξη, σε γλώσσα VHDL, ενός παραμετρικού συστήματως ελέγχου test-vectors - την χρήση του ανωτέρου περιβάλοντος σε επίπεδο προσομοίωσης και πραγματικής λειτουργίας σε FPGA. 22. AMBA-3 AXI Bus Functional Model (BFM) - Σε συνεργασία με την εταιρεία Alma Technologies Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η ανάπτυξη ενός μοντέλου το οποίο θα εξομιοώνει τον διαυλό ΑΜΒΑ- 3 ΑΧΙ. Η ανάπτυξη θα γίνει σε γλώσσα VHDL. To μοντέλο θα διαβάζει read/write εντολές απο κάποιο text αρχείο και θα υλοποιεί τις εντολές αυτές. Παράλληλα θα ελέγχει για πιθανές παραβιάσεις του προτοκόλλου.