Kierownikiem zakładu jest: dr hab. inż. Jacek Konopacki

Obszar zagadnień naukowo-badawczych zakładu:

Projektowanie, modelowanie i symulacja systemów cyfrowych i mieszanych analogowo-cyfrowych:

  • projektowanie i modelowanie na poziomie systemowym w językach SystemC i SystemVerilog,
  • metody weryfikacji formalnej systemów wbudowanych,
  • projektowanie przewidywalnych czasowo, wielozadaniowych systemów czasu rzeczywistego.

Projektowanie i analiza analogowych i mieszanych sygnałowo pakietów i scalonych układów elektronicznych:

  • testowanie specyfikacji projektowych z uwzględnieniem tolerancji projektowych elementów nieuszkodzonych oraz opracowanych modeli uszkodzeń pojedynczych,
  • wykorzystanie analizy wrażliwościowej do diagnostyki elementów oraz parametrów funkcjonalnych z uwzględnieniem zewnętrznych czynników środowiskowych, np. temperatura, wilgotność,
  • użycie metod statystycznych do testowania specyfikacji oraz do wykrywania uszkodzeń elementów analogowych układów elektronicznych,
  • optymalizacja krytycznych parametrów wykonywania testu elektronicznej części systemu złożonego, tj. czasu testowania, dokładności odwzorowania specyfikacji z wykorzystaniem metod inteligencji obliczeniowej,
  • identyfikacja stanu elektronicznych podzespołów typu ADAS (Adaptive Driver Assistant Systems),
  • projektowanie elektronicznych systemów bezpiecznych,
  • zastosowanie heurystycznych algorytmów obliczeniowych na etapie DfT (Design for Testability) analogowych układów elektronicznych. 

Pozycjonowanie i identyfikacja obiektów w przestrzeni:

  • metody inercyjne do wyznaczania pozycji obiektów wewnątrz budynków z wykorzystaniem dostępnych sensorów w urządzeniu przenośnym typu smartphone,
  • metody oparte na analizie sygnału radiowego, w tym sile sygnału i czasie propagacji do określenia pozycji poruszającego się obiektu,
  • pozycjonowanie obiektów autonomicznych w przestrzeni 3D na potrzeby nawigacji i naprowadzania na lądowisko.

Przetwarzanie sygnałów cyfrowych:

  • projektowania filtrów cyfrowych,
  • realizację filtrów w arytmetyce o skończonej precyzji i ich zastosowanie,
  • przetwarzanie obrazów.

Nauczanie przedmiotów inżynierskich z wykorzystaniem Technologii Informacyjno-Komunikacyjnych (ICT) oraz planowanie i organizowanie zajęć edukacyjnych przez Internet.

 

Opis obszarów badawczych

Badania w obrębie projektowanie przewidywalnych czasowo systemów wielozadaniowych obejmują:

  • symulację systemów wielozadaniowych w języku SystemC;
  • modelowanie procesorów potokowych z przeplotem wątków;
  • projektowanie układów sterujących działaniem systemów;
  • testowanie zestaw algorytmów umożliwiających wyznaczanie specjalnych współczynników do określania stopnia wykorzystania zasobów systemowych;
  • metody i algorytmy umożliwiające rozszerzanie systemu na pracę w trybie wielordzeniowym;
  • tworzenie zestawu procedur wspomagających optymalny wybór struktury systemu wbudowanego;

Zespół zajmujący się testowaniem i diagnostyką pakietów i scalonych układów elektronicznych pracuje nad modelami uszkodzeń pojedynczych z uwzględnieniem czynników środowiskowych. W wypadku pakietów PCB uszkodzenia modelowane są na poziomie elementów dyskretnych, jako odchyłka od wartości nominalnej. Wartość odchyłki oraz tolerancja elementu uzależniona jest od typu uszkodzenia, rodzaju elementu, warunków środowiskowych oraz czasu działania.  Modele umożliwiają opracowanie testów funkcjonalnych systemu elektronicznego, np. sensorów, elementów wykonawczych, filtrów, układów scalonych, itp. Wprowadzone modele z powodzeniem wykorzystywane są również w analizie wrażliwościowej parametrów funkcjonalnych systemu elektronicznego na zmiany poszczególnych zmiennych środowiskowych, tj. temperaturę, wilgotność, czas życia układu. Dzięki wprowadzonym modelom usprawniony zostaje proces testowania, a efektywność testu przekłada się na znaczne oszczędności z czasem przeznaczonym np. na serwis. Zespół wykorzystuje zaawansowane metody inteligencji obliczeniowej do opracowania wersji końcowej testu diagnostycznego. Przykładowe wykorzystanie zaprojektowanych metod to: opracowanie testu do diagnostyki analogowej części wzmacniacza EKG, determinacja estymatorów funkcjonalnych z użyciem regresji wielorakiej (Multiple Regression), ewolucyjna optymalizacja zbioru punktów pomiarowych układu testowanego oraz identyfikacja stanu podzespołu ADAS (Adaptive Driver Assistant System) – radar, lidar. Z tym ostatnim przykładem związana jest koncepcja podniesienia bezpieczeństwa funkcjonalnego urządzenia typu ADAS na podstawie stanu przejściowego prądu, co zostało zgłoszone w UP RP (Urząd Patentowy RP pod numerem P-422834).

Zespół zajmujący się pozycjonowaniem obiektów znajduje się w aktualnym trendzie badań nad polepszeniem pozycjonowania obiektów na potrzeby nawigacji. Pierwsza z rozwijanych metod koncentrują się na aspektach nawigacji inercyjnej, w której wykorzystywane są sensory tak, jak: akcelerometr, żyroskop, kompas. Analiza sygnałów pozwala na określenie pozycji obiektu przy zaniku sygnału GPS (w sytuacji, kiedy nawigacja opiera się na tym sygnale) lub braku możliwości śledzenia obiektu za pomocą kamer wizyjnych/termowizyjnych (nawigacja opiera się na obrazie wizyjnym). Druga z opracowanych metod analizuje siłę sygnału, tzw. RSSI (Radio Signal Strength Indicator), z punktów dostępowych sieci bezprzewodowej WiFi. Zastosowanie odpowiedniego modelu propagacyjnego, przy odpowiednich założeniach na infrastrukturę sieci WiFi, umożliwia śledzenie ruchu obiektów zarówno wewnątrz, jak i na zewnątrz budynków. Trzecie podejście do wyznaczania pozycji obiektów opiera się na metodach TOA (Time of Arrival), TDOA (Time Difference of Arrival), które przy aktualnie dostępnej technologii pozwalają na uzyskanie precyzyjnego systemu lokalizującego na poziomie kilku/kilkunastu centymetrów. Metoda ta powinna znaleźć zastosowanie w systemie (oraz sposobie) naprowadzania na lądowisko bezzałogowych statków powietrznych. Istotną zaletą opracowanego systemu są: waga (system jest lekki, co umożliwa przenoszenie i rozkładanie tymczasowego lądowiska na polu walki, np. przenoszenie w plecaku żołnierza) i dokładność. System ten służyć może również do analizy ruchu ludzi w obiektach użyteczności publicznej, biurach, sklepach itp., co umożliwia inteligentne sterowanie oświetleniem, ogrzewaniem, itp.

Badania w obrębie przetwarzania sygnałów cyfrowych obejmujące głownie dwa nurty projektowanie filtrów cyfrowych oraz przetwarzaniu obrazów cyfrowych. Celem pierwszego jest doskonalenie metod projektowania filtrów o skończonej i nieskończonej odpowiedzi impulsowej ze szczególnym naciskiem na realizację filtrów w arytmetyce o skończonej precyzji i ich zastosowanie. Drugi nurt obejmuje poprawę jakości obrazów oraz ich segmentację i ekstrakcję cech głownie dla celów biometrycznych.