félévre kiírt Önálló laboratórium feladatok az Elektronikus Eszközök Tanszékén

BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM Villamosmérnöki és Informatikai Kar Elektronikus Eszközök Tanszéke

2014/2015 2. félévre kiírt Önálló laboratórium feladatok az Elektronikus Eszközök Tanszékén

2015. február 2.

Általános feltételek A feladatokat mind az alap (BSc.), mind a mester (MSc,) képzésben részt vevő hallgatóknak hirdetjük! A jelentkezők az alábbi tématerületeken belül választhatnak témát.

1.

Félvezetők, napelemek és MEMS eszközök készítése, technológiája

FT

2.

Félvezető eszközök mérése, mérőrendszerek fejlesztése, képfeldolgozás

MT

3.

Mikrofluidikai rendszerek tervezése, mérése

MI

4.

Digitális és Analóg integrált áramkörök tervezése

AT

5.

Elektrotermikus, technológiai szimuláció és modellezés

SM

6.

Tervezés programozható eszközökkel

TP

7.

Informatika, internet alapú kommunikáció, programozás

IT

8.

Űrtechnológia, műholdfejlesztés

UT

Jelentkezéshez kérjük, hogy a tanszék elektronikus oktatási felületén (http://edu.eet.bme.hu) az Önálló laboratórium 2014/2015 2. félév kurzusban a Jelentkezési lapot látogassa meg! FIGYELEM Minden esetben szükséges tanszéki konzulenst választani! FIGYELEM Minden esetben egyeztessen a téma konzulensével!

A kurzus beiratkozási kódja: EETonlab2015 (Beiratkozás és feladatválasztás 2015. február 2-től)

FIGYELEM a feladatválasztás előfeltétele a megfelelő Önálló laboratórium c. tárgy felvétele a Neptunban (VIEExxxx kódú)!

Az oktatási felülethez való regisztrációt a [email protected] címen kérhet. Túljelentkezés esetén a konzulenssel történő utólagos egyeztetés szükséges. Szürke témák egyelőre bizonytalanok!

Témakiírások jegyzéke Általános feltételek ............................................................................................................................................ 2 Témakiírások jegyzéke ...................................................................................................................................... 3 Önálló laboratórium témakiírások ..................................................................................................................... 5 FT1.

C-V módszerek a mikroelektronikában, mikromechanikában és mikrofluidikában ......... 5

FT2.

Termikus-elektromos mikroáramkörök ............................................................................. 5

FT3.

Egykristályos napelem alapanyag fűrészelés okozta felületi sérüléseinek eltávolítása nedves kémiai módszerrel ............................................................................................................. 5

FT4.

Kézi chipbeültetési technológia kidolgozása ..................................................................... 6

FT5.

Nanoszál alapú térvezérlésű tranzisztor (FET) készítése és jellemzése ............................ 7

FT6.

Nagyfelbontású elektrofiziológiai mérésekre alkalmas 3D mikrorendszer fejlesztése ..... 7

FT7.

Zárt hurkú szabályozó elektronika tervezése mélyagyi stimulátorhoz .............................. 7

FT8.

Vezeték nélküli kommunikáció tervezése biopotenciál szenzorokhoz ............................ 8

FT9.

Optogenetikai stimuláciora használható MEMS mikroelektródok karakterizálása .......... 8

FT10.

Idegszövetbe ültethető MEMS érzékelők elektromos paramétereinek vizsgálata ............ 8

FT11.

Polimer alapú, idegszövetbe ültethető MEMS eszközök fejlesztése. ................................ 8

MT1.

Teljesítmény LED-ek multi-domain áramkör szimulációra alkalmas modelljének fejlesztése, modellparamétereinek extrakciója kombinált termikus és radiometriai/fotometriai mérőállomással mért eredményekből................................................................................ 9

MT2.

Flexibilis hőmérséklet-eloszlás érzékelő kártya fejlesztése és karakterizálása ............... 10

MT3.

Technológiai teszt chip tervezése .................................................................................... 10

MT4.

C-V mérések automatizálása ........................................................................................... 11

MT4.

Berendezés a választásos reakcióidő mérésére figuratív ingerforrásokkal. .................... 11

MT5.

Berendezés az egyensúly mérésére.................................................................................. 11

ÁT1.

Mikroprocesszorok VHDL modelljének elemzése.......................................................... 12

ÁT2.

Alkalmazás-specifikus mikroprocesszorok modellezése és szintézise ........................... 12

ÁT3.

Regiszter-átviteli szintű tervezés Bluespec SystemVerilog (BSV) nyelven ................... 13

ÁT4.

Állítható frekvenciájú rezonáns órajelelosztó hálózatok áramkörei ................................ 13

ÁT5

Integrált kivitelű LDO stabilizátor full-custom tervezése Smart System alkalmazásokhoz14

ÁT6

Referenciaáramkör full-custom tervezése Smart System alkalmazásokhoz ................... 14

ÁT7

Kapacitív MEMS szenzor kiolvasó áramkörének full-custom tervezése Smart System alkalmazásokhoz ............................................................................................................. 14

ÁT8

Rezisztív MEMS szenzor kiolvasó áramkörének full-custom tervezése Smart System alkalmazásokhoz ............................................................................................................. 15

ÁT9

A/D átalakító full-custom tervezése Smart System alkalmazásokhoz ............................ 16

ÁT10

SPI vezérlő tervezése Smart System alkalmazásokhoz ................................................... 16

TP1

Napelemek üzemi viselkedésének komplex vizsgálata ................................................... 17

TP2.

IP útválasztó (internetes router) megvalósítása programozható logikai eszközre ........... 17

IT1.

Linux biztonsági kérdései ................................................................................................ 18

IT2.

Webes mérnöki együttműködés (collaborative engineering) .......................................... 18

IT3.

Fájlcserélő (P2P) hálózat létrehozása .............................................................................. 18

IT4.

P2P hálózat biztonságának vizsgálata ............................................................................. 18

IT5.

Távkamerás csővizsgáló eszköz kifejlesztése ................................................................. 19

IT6.

Az Unicode kódolással való kompatibilitást vizsgáló szoftver fejlesztése ..................... 19

IT7.

OpenGL alapú felhasználói felület elektrotermikus térszimulátorhoz ............................ 19

IT8.

Áramok megjelenítése három dimenzióban .................................................................... 19

IT9.

Nyílt forráskódú lineáris algebrai programcsomagok alkalmazhatóságának vizsgálata elektrotermikus szimulációban ....................................................................................... 20

IT10.

Klaszteranalízis Matlab vagy Octave szoftver segítségével ............................................ 20

IT11.

Dinamikus web-alkalmazás paleográfiai tudástárhoz ..................................................... 20

IT12.

Hatékony 2D rajzfilmkészítő program írása .................................................................... 21

IT13.

Webes adatbázis rajzfilmkészítő programhoz ................................................................. 21

IT14.

Virtuális bolygótérkép szerkesztő program ..................................................................... 22

IT15.

PDF formátumú e-bookot készítő webes alkalmazás létrehozása ................................... 22

IT16.

Félvezető technológiai labor működésének webes támogatása ....................................... 23

IT17.

Webes alkalmazás a páros programozáshoz ................................................................... 23

Önálló laboratórium témakiírások FT1. C-V módszerek a mikroelektronikában, mikromechanikában és mikrofluidikában Kapacitással jellemezhető rendszerek vizsgálatára alkalmas a kapacitás feszültségfüggésének vizsgálata. A félvezetők technológiájában elterjedten használatos C-V módszereket a BME EET az oktatásban és a kutatásban is alkalmazza. A feladat a C-V módszerek elméletének megismerése, a "klasszikus" félvezetős alkalmazásokon túlmenő területekre (MEMS, mikrofluidika) való kiterjesztése. A feladat diplomatervvé is fejleszthető. A feladatra maximum 1 hallgató jelentkezését várjuk! Konzulensek:

Dr. Mizsei János

[email protected]

FT2. Termikus-elektromos mikroáramkörök Az integrált áramkörökben a helyes működés eléréséhez figyelembe kell venni az egyes elemek közötti termikus kölcsönhatásokat is. A radikális méretcsökkentés következtében a termikus hatásokra jellemző sebesség a jelfeldolgozási sebesség közelébe kerül. Adódik a lehetőség: az eszközök termikus állapotának felhasználása információ tárolására, a hővezetés felhasználása információ feldolgozására és továbbításra. A termikus-elektromos integrált áramkör egyik, lehetséges alapanyaga a vanádium-dioxid (VO2 vagy VO2), kristályos anyag, mely kb. 67 °C felett fémes, alatta félvezető tulajdonságokat mutat. A fázisátmenet során többek között elektromos és optikai tulajdonságai is megváltoznak. A vanádium-dioxidból készített ellenállás a rajta fejlődő hő (illetve villamos térerő) miatt tirisztorszerű karakterisztikát mutat. Ilyen, és más, egyszerű ellenállások termikusan és elektromosan csatolt rendszere logikai kapuk rendszereként viselkedik. A feladat: megismerkedni a termikus-elektromos integrált áramkör megvalósításának fizikai alapjaival, technológiai kísérletek végzése a termikus-elektromos integrált áramköri modell-rendszerek nanométeres mérettartományban való megvalósítására, VO2 rétegszerkezetek kialakítása és vizsgálata, VO2 eszközök mérésének számítógépes vezérlése, termikus-elektromos integrált áramkör számítógépes modellezése. A munka egy hároméves kutatóprojekthez kapcsolódik, egy-egy hallgató számára egy vagy több részfeladatot jelölünk ki az aktuálisan szabad és elvégzendő feladatok közül, személyes egyeztetést követően. A témára 3-4 hallgató jelentkezését várjuk. A feladat részleteiben is diplomatervvé fejleszthető, PhD képzés keretében folytatható. Konzulensek:

Dr. Mizsei János Dr. Juhász László

[email protected] [email protected]

FT3. Egykristályos napelem alapanyag fűrészelés okozta felületi sérüléseinek eltávolítása nedves kémiai módszerrel A tanszéken fejlesztés alatt álló, ipari alapanyagon megvalósított egykristályos szilícium napelem cella egy technológiai eljárásának kidolgozása. Végezzen irodalomkutatást és ismerkedjen meg a felület egyenletességét javító nedves kémai maráson alapuló eljárásokkal. Kísérleti úton határozza meg a nyers (as-cut) 100 orientációjú alapanyagok felületi, fűrészelés során kialakuló sérüléseinek eltávolítására (saw damage removal) alkalmas fémionmentes marószer összetételét és a marási paramétereket. Konzulensek:

Földváry-Bándy Enikő

[email protected]

FT4. Kézi chipbeültetési technológia kidolgozása A tanszék által közelmúltban beszerzett kézi chipbeültető berendezés (Tresky T-4909 die bonder) könnyen kezelhető, precíz X-Y-Z-Theta pozícionálást és kiváló szubsztrát-chip párhuzamosságot tesz lehetővé kísérleti és kis szériás gyártás során. Különféle felhasználási módjaihoz (pl. chip tokozás, SMD beültetés) eltérő folyamatparaméterek ideálisak, más-más mintabefogók, rögzítési és kötési mechanizmusok szükségesek. A hallgató feladata a berendezés megismerése, kezelésének elsajátítása, használatáról és a lehetséges működési módjairól részletes magyar nyelvű dokumentáció készítése, részvétel a tanszéken (hallgatói labormunka keretében) készülő integrált áramkör beültetési eljárásának kidolgozásában (kötési mód és toktípus kiválasztása, mintabefogó tervezés és készítése, kötési paraméterek beállítása, reprodukálhatóság vizsgálata, rövid felhasználói útmutató készítése). A munka kézügyességet és türelmet igényel! A feladatra maximum 1 hallgató jelentkezését várjuk! Konzulensek:

Dr. Juhász László Földváry-Bándy Árpád


MTA-TTK MFA MEMS laboratórium témakiírásai

FT5. Nanoszál alapú térvezérlésű tranzisztor (FET) készítése és jellemzése A hallgató feladata: - Szakirodalmazás és kísérleti munka - Félvezető nanoszálak növesztése és kontaktálása - Növesztett nanoszál, illetve az elkészített FET jellemzése Elvárások: - Félvezetői fizika és technológia ismerete - Angol nyelv ismerete - A témára egy MSc hallgató jelentkezését várjuk! A munkavégzés helye: MTA EK MFA (KFKI campus Csillebérc) – min. heti 1 teljes nap. Konzulensek:

Nguyen Quoc Khánh Dr. Juhász László


FT6. Nagyfelbontású elektrofiziológiai mérésekre alkalmas 3D mikrorendszer fejlesztése A hallgató feladata olyan újszerű térbeli mikroelektród elrendezés tervezése és megvalósítása, mely az elektromos agyi aktivitás nagy felbontású regisztrálása mellett lehetővé teszi lokális optikai stimuláció alkalmazását is ugyanazon szilícium elektródtesten integrált SU-8 hullámvezető elemek segítségével. A közel mikrométeres pontosságú térbeli elrendezés létrehozásához egy szilícium alapú MEMS platform technológiáját szükséges kidolgozni és optimalizálni. Ezen platformba illeszkedne az MTA EK MFA-ban már korábban előállított és tesztelt optikai mikroelektród rendszer (optrode). A 3D konstrukció összeszerelését követően az elektromos illetve optikai funkcionalitás ellenőrzését impedancia spektroszkópiával illetve sugár profilométerrel szükséges ellenőrizni. A munkavégzés helye: MTA EK MFA (KFKI campus Csillebérc) – min. heti 1 teljes nap.

Konzulensek:

FT7.

Dr. Fekete Zoltán Dr. Földesy Péter Dr. Szabó Péter Gábor

[email protected] [email protected] [email protected]

Zárt hurkú szabályozó elektronika tervezése mélyagyi stimulátorhoz

A neurodegeneratív betegségek (Parkinson-kór, epilepszia, depresszió) mechanizmusának megismerésére, tüneti kezelésére elterjedt módszer az ún. mélyagyi stimuláció (Deep Brain Stimulation – DBS) alkalmazása. A szilícium alapú, agyszövetbe ültethető mikroeletródok technológiája mára az érzékelő és stimulációs funkciók integráltsági szintjét rendkívül megnövelte. E rendszer házasítása további, feladat specifikus interfészekkel lehetőséget ad arra, hogy a szabályozás az agyi aktivitás alapján történjen a DBS során, tovább növelve ezzel a jelenlegi neurotechnológiai eszköztár alkalmazhatóságát a fenti célokhoz kapcsolódó aktív preklinikai kutatások irányába. A jelölt(ek) feladata egy olyan kompakt interfész áramkör tervezése, megvalósítása és tesztelése, mely képes az MTA EK MFA intézetében kifejlesztett, szilícium alapú mélyagyi elektród potenciáljelét előfeldolgozni (előerősítés, szűrés, digitalizálás), és meghatározott jelparaméterek esetén ugyanezen mikroeszköz (elektromos vagy optikai) stimulációs paramétereit is szabályozni. A munkavégzés helye: BME EET, alkalmanként konzultáció az MTA EK MFA intézetében. Konzulensek:

Dr. Fekete Zoltán Dr. Földesy Péter Dr. Bognar György


FT8.

Vezeték nélküli kommunikáció tervezése biopotenciál szenzorokhoz

A mai elektrofiziológiai kísérletekkel szemben egy növekvő elvárás, hogy a különböző központi idegrendszeri területek aktivitását szabadon mozgó élőlények esetében is tudjuk monitorozni. A hallgató feladata egy olyan RF kommunikáción alapuló, kis fogyasztású telemetriás rendszer tervezése és megvalósítása, mely alkalmas biopotenciál szenzorok mintavételezett, digitalizált jelét továbbítani egy távoli vevőegységnek, és a vett jelfolyamot saját tervezésű PC-s felhasználói felületen vizualizálni. A munkavégzés helye: BME EET, alkalmanként konzultáció az MTA EK MFA intézetében. Konzulensek:

FT9.

Dr. Fekete Zoltán Dr. Földesy Péter Dr. Bognár György Dr. Szabó Péter Gábor

[email protected] [email protected] [email protected] [email protected]

Optogenetikai stimuláciora használható MEMS mikroelektródok karakterizálása

A hallgató feladata eltemetett hullámvezetőket tartalmazó, optogenetikai stimulációra használható agyszövetbe ültethető mikroelektród rendszerek funkcionális tesztelése. A teszteléshez szükséges egy optikai hardver elrendezés összeállítása is, mellyel a lokális optikai stimulációt biztosító mikrokomponensek hatásfoka, és a kicsatolt fényteljesítmény közvetlenül mérhető. A funkcionális tesztelés során a fényteljesítmény mért variabilitása, és a fényforrásként funkcionáló lézer dióda chipek illesztési hibáinak ismeretében – a későbbi félévekben – a hallgató feladata egy kalibrációs mérési elrendezés kidolgozása is, mellyel behangolható a lézerdióda chipek meghajtó árama. A munkavégzés helye: MTA EK MFA (KFKI campus, Csillebérc) – min. heti 1 teljes nap. Konzulensek:

FT10.

Dr. Fekete Zoltán Dr. Földesy Péter Dr. Szabó Péter Gábor


Idegszövetbe ültethető MEMS érzékelők elektromos paramétereinek vizsgálata

A jelentkező ismerkedjen meg az MTA-MFA Mikrotechnológia Osztályán kifejlesztett szilícium alapú agyi mikroérzékelők gyártástechnológiájával és vegyen részt az eszközök fiziológiás oldatban történő tesztelésében. Az érzékelők elektromos paramétereit nagyban befolyásolja a szöveti ionáramokat elektronárammá alakító platina elektródok mérete és felületi érdessége. Tekintse át az elektródfelület növelésének lehetséges módszereit, vegyen részt a nagy relatív felületű, következésképp kis impedanciájú és magas jel-zaj arányt lehetővé tévő elektródok fejlesztésében.A munkavégzés helye: MTA MFA (KFKI campus Csillebérc) – min. heti 1 teljes nap. Konzulensek:

FT11.

Márton Gergely Dr. Juhász László


Polimer alapú, idegszövetbe ültethető MEMS eszközök fejlesztése.

Az idegszövetbe ültethető érzékelő és beavatkozó funkcióval bíró elektródok felhasználhatóságának egyik legjelentősebb problémája az eszközök körüli hegszövet-képződés és a környező idegsejtek elhalása. Az implantátumok biokompatibilis polimer vékonyrétegekből való kialakítása ebből a szempontból előnyös. A jelentkező ismerkedjen meg az idegszövetbe ültetett MEMS multielektród eszközök szakirodalmával. az MTA-MFA Mikrotechnológia Osztályán vegyen részt polimer alapú neurális érzékelők fejlesztésében. A munkavégzés helye: MTA MFA (KFKI campus Csillebérc) – min. heti 1 teljes nap. Konzulensek:

Márton Gergely Dr. Juhász László


MT1.

Teljesítmény LED-ek multi-domain áramkör szimulációra alkalmas modelljének fejlesztése, modellparamétereinek extrakciója kombinált termikus és radiometriai/fotometriai mérőállomással mért eredményekből

A tanszéken rendelkezésre álló Mentor Graphics gyártású T3Ster+TeraLED rendszert és egy spektrométer tartalmazó kombinált termikus és radiometria/fotometriai LED mérőállomás segítségével egy tokozott teljesítmény LED minden lehetséges működési paramétere megmérhető (elektromos karakterisztika, fénytani és spektrális jellemzők, termikus impedancia és ezek hőmérsékletfüggése). Ezen jellemzők némelyikéből a LED-et alkotó félvezető anyag egyes jellemzőire is következtetni lehet (tiltott sávszélesség). Cél egy a gyakorlati szempontokat messzemenőkig figyelembe vevő, de a LED tényleges fizikai működését is a lehető legjobban tükröző modell kialakítása. A gyakorlati szempontok: a végfelhasználó szempontjából releváns nyitó karakterisztika szakasz pontos modellezése, modellparaméterek végfelhasználó által végezhető mérések alapján történő megállapítása. A munka során a hallgató: -

ismerkedjen meg az áramkör szimulációs programokkal olyan mélységben, hogy értse, milyen bemenő adatok alapján milyen kimenő adatokat kell kiszámoljon egy modellszubrutin

-

értse meg, hogy LED-ek esetében milyen topológiával milyen ágegyenletek felhasználásával a LED mely tulajdonságait modellezzük (nyitó áram/feszültség, disszipált hőteljesítmény, kisugárzott optikai teljesítmény, junction hőmérséklet)

-

egy ilyen LED multi-domain modell paramétereit (pl. I0 áramkonstans, mUt értéke, soros ellenállás értéke) és ezek hőmérsékletfüggését állapítsa meg néhány konkrét LED típusra a tanszéki LED mérőállomáson végzett mérések eredményei alapján.

-

vizsgálja meg a mért LED-ek esetében, hogy a LED, mint fényforrás 'efficacy' értéke (fényáram / radiometriai fluxus arány) hogy függ a nyitóáramtól és a LED pn átmenetének hőmérsékletétől; adjon javaslatot arra, hogy ennek segítségével miképp szolgáltasson fényáram értéket a modell.

-

Az elkészítendő multi-domain LED modellhez a junction-to-ambient hővezetési út kompakt RC modellje egy külső hálózati modell formájában csatlakozik a modell 'junction' csomópontjához, így a munka során ezen külső termikus modellt adottnak tételezzük fel.

Előnyök: A T3Ster és TeraLED műszerek használatának ismerete, teljesítmény eszközök tokozásának termikus kompakt modellezése terén szerzett ismeretek Szükséges ismeretek: angol nyelv (szakirodalom feldolgozásához) A téma folytatható diplomaterv irányában is Konzulensek:

Dr. Poppe András Szalai Albin


MT2. Flexibilis hőmérséklet-eloszlás érzékelő kártya fejlesztése és karakterizálása A tanszéken korábbiakban kifejlesztett felületi hőmérséklet-eloszlás érzékelő kártya alkalmazásával lehetővé vált működő elektronikai egységekben, számítógép házakban (ATX, BTX) illetve rack szekrényekben található áramköri kártyák és modulok hőmérséklet-eloszlásának érintésmentes, kvalitatív meghatározása. A fő cél a legmelegebb pontok helyeinek (ún. hot-spot) a meghatározása a vizsgált kártyák felületén. Ugyanis a legmelegebb pontok meghatározásával, az ott található alkatrészek áttervezésével vagy az elhelyezés optimalizációjával lehetőség nyílik az eszköz hőmérsékletének, így a meghibásodás valószínűségének a csökkentésére. Az önálló laboratóriumi munka keretében egy új, rendkívül vékony (10..25um) flexibilis hordozón kialakított érzékelő kártya tervezése, gyártás előkészítése, majd karakterizáló mérések elvégzése a feladat! Az elkészült érzékelő kártya időállandójának, így válaszidejének a csökkentése a fejlesztési munka fő célja. További lehetséges célja az önálló laboratóriumi munkának egy diszkrét MEMS érzékelők mátrix elrendezésén alapuló szenzorkártya fejlesztése, illetve egy diszkrét bolometer MEMS érzékelőt tartalmazó szenzor segítségével emisszivitás mérő rendszer fejlesztése. Az önálló laboratóriumi munka egy másik lehetséges célja a már meglévő érzékelő kártyá(k)hoz egy a számítógépek USB portjára kapcsolódó univerzális kiolvasó áramkör tervezése, ami a mátrix elrendezésben elhelyezkedő szenzorokat egyenként címezve kiolvassa a szenzor áramkörök hőmérsékletét és ezeket az értékeket továbbítja a számítógép felé.. Feltételek: Angol nyelv és áramkörtervezési érdeklődés szükségesek. Programozható eszközökkel való hardver fejlesztési tapasztalat előnyt jelent. A feladatra maximum 2 fő. hallgató jelentkezését várjuk! Az önálló labor téma diplomamunkaként is folytatható! Sikeres munkavégzés esetén TDK részvétel javasolt! Konzulens:

Dr. Bognár György Horváth Gyula


MT3. Technológiai teszt chip tervezése A mikroelektronikában mind a gyártósorok, mind a laboratóriumok integrált áramköri technológiai sorainak minősítésére jól használhatók az olyan teszt IC-k, amelyen pusztán villamos paraméterek mérésével megállapíthatóak a technológia legfontosabb paraméterei, feltérképezhetőek annak korlátai. A feladat az Elektronikus Eszközök Tanszékén elmúlt évek során felhalmozott ismeretanyag és tapasztalatok áttekintése, az új Félvezető Technológiai Laboratórium adottságainak és célkitűzéseinek megismerése, és végül az IC/MEMS technológiai folyamatok jellemzésére alkalmas teszt chipek layout szintű tervezése. A feladat diplomatervvé is fejleszthető. A feladatra maximum 1 hallgató jelentkezését várjuk! Konzulensek:

Dr. Juhász László Dr. Bognár György


MT4. C-V mérések automatizálása A félvezetők technológiájában elterjedten használatos C-V módszereket a BME EET az oktatásban és a kutatásban is alkalmazza. Az eddigi mérőrendszer kiváltására egy korszerű műszerekből összeállított, felhasználóbarát, automatizált mérési összeállítása vált szükségessé. A feladat a C-V módszerek elméletének megismerése, az automatizált mérések céljaira alkalmas elrendezés összeállítása, különféle mérési eljárások (pl. C-V, C-T) automatizálása LabVIEW grafikus programozási környezet VAGY valamilyen (NI VISA támogatással rendelkező, a hallgató által ismert) magas szintű programozási nyelv (pl. C#) és a rendelkezésre álló hardver eszközök felhasználásával. A kidolgozott rendszer a BME EET-n bevezetésre kerül az oktatásba és a kutatásba. LabVIEW-s megvalósítás esetén ajánljuk a Virtuális műszerek a mérnöki gyakorlatban c. választható tanszéki tárgy párhuzamos felvételét (tavaszi félév). A feladat diplomatervvé is fejleszthető. A feladatra maximum 1 hallgató jelentkezését várjuk! Konzulensek:

MT4.

Dr. Juhász László Dr. Mizsei János Berényi Csaba


Berendezés a választásos reakcióidő mérésére figuratív ingerforrásokkal.

Alkalmazási terület: orvosbiológiai műszer és méréstechnika. További információ és felvilágosítás: Dr. Bretz Károly DSc A munka célszerűen diplomaterv alapjául szolgál és a publikációs lehetőség is fennáll. A munkavégzés helye: BME EET, Semmelweis Egyetem Konzulensek:

MT5.

Dr. Bretz Károly

[email protected]

Berendezés az egyensúly mérésére.

Alkalmazási terület: orvosbiológiai műszer és méréstechnika. További információ és felvilágosítás: Dr. Bretz Károly DSc A munka célszerűen diplomaterv alapjául szolgál és a publikációs lehetőség is fennáll. A munkavégzés helye: BME EET, Semmelweis Egyetem Konzulensek:

Dr. Bretz Károly

[email protected]

ÁT1. Mikroprocesszorok VHDL modelljének elemzése Ismerkedjen meg a világ egyik legelterjedtebb hardvermodellező nyelvével, a VHDL-lel. A szakirodalom tanulmányozása alapján tekintse át a mikroprocesszorok fajtáit, megvalósítás, teljesítmény alapján, különös tekintettel a VHDL nyelven megvalósított modellekre. Szimulációs és szintézis vizsgálatok alapján hasonlítsa össze a megismert modelleket, a kapott eredmények alapján értékelje azokat. Tegyen javaslatot egyes különleges alkalmazásokra optimalizált mikroprocesszor architektúrára. A feladat megoldásához internetes vagy számítógépes tervezői előismeretekre nincs szükség. Többen is jelentkezhetnek a feladatra. További felvilágosítás a konzulenstől kapható. Dr. Hosszú Gábor

Konzulens:

ÁT2.

[email protected]

Alkalmazás-specifikus mikroprocesszorok modellezése és szintézise

Irodalomkutatás Ismerkedjen meg az alkalmazás-specifikus mikroprocesszorokkal (Application-Specific Instruction Set Processor, ASIP), tervezési módszereikkel és alkalmazási területeikkel. Vizsgálja meg egy a konzulens által rendelkezésre bocsátott, a hardveres gyorsítás elvét megvalósító alkalmazás-specifikus mikroprocesszor (acceleratorbased ASIP) utasításkészlet-architektúráját, különös tekintettel a gyorsító áramkör interfészére, lehetőségeire, korlátaira. A megvalósítandó feladat Készítsen utasításkészlet-szimulátort, amely a megismert mikroprocesszor utasításkészletét modellezi. A szimulátorral szemben támasztott követelmények:  

Írja le a mikroprocesszor összes utasítását, beleértve a gyorsító áramkört hívó „accel” utasítást is. Az „accel” utasítás modelljének könnyen módosíthatónak kel lennie a feladat további részeinek hatékony megvalósítása érdekében.

A konzulenssel egyeztetve válasszon ki egy alkalmazási területet, amelyre a mikroprocesszor optimalizálható. Az elkészített szimulátor segítségével határozza meg a gyorsító áramkör pontos specifikációját úgy, hogy az a lehető legjobban illeszkedjen a kiválasztott alkalmazási terület igényeihez. A specifikáció elkészítésekor a gyorsító áramkör hardveres megvalósíthatóságát és várható erőforrás-igényét is vegye figyelembe. Ajánlások a hardveres gyorsító funkciójára és az alkalmazási területre (a hallgató által ajánlott egyéb funkciók és alkalmazási területek is szóba jöhetnek):      

Osztás Goldschmidt algoritmussal CORDIC algoritmus Taylor-soros függvényközelítés Fourier-analízis Mátrixműveletek Klaszteranalízis

Készítse el a gyorsító áramkör szintézisre optimalizált hardvermodelljét és szimulációval ellenőrizze a működését. Az elkészített hardvermodellt építse be a vizsgált utasításkészlet-architektúrát megvalósító mikroprocesszor RTL modelljébe, amelyet a konzulens bocsát a rendelkezésére. Tesztprogramok futtatásával ellenőrizze a modell helyes működését. Vizsgálja meg a hardveres gyorsítás hatását különböző algoritmusok futtatásához szükséges gépi ciklusok számára. Becsülje meg a gyorsítás hatását az algoritmusok futásidejére. Szintetizálja a kész mikroprocesszor modellt a konzulenssel egyeztetett technológiára és vizsgálja meg a kapott rendszer erőforrás-igényét. A feladatra MSc. hallgatók jelentkezését javasoljuk! A feladat megvalósítására fordítandó idő minimum 2 félév! Konzulens:

Horváth Péter

[email protected]

ÁT3. Regiszter-átviteli szintű tervezés Bluespec SystemVerilog (BSV) nyelven Irodalomkutatás Ismerkedjen meg a Bluespec SystemVerilog (BSV) nyelvvel és az erre épülő hardvertervezés folyamatával. Hasonlítsa össze a BSV-alapú hardvertervezést és a klasszikus RTL tervezést a fejlesztési idő és az áramkörszintézis hatékonysága szempontjából. A megvalósítandó feladat A konzulenssel egyeztetett specifikáció alapján tervezzen digitális áramkört a BSV nyelv és az arra épülő szoftver eszközök segítségével. Végezze el a BSV modell szintézisét FPGA vagy standard cellás ASIC technológiára és minősítse az áramkört erőforrásigény, maximális órajelfrekvencia és fogyasztás szempontjából. Javasolt tervezési feladatok (a konzulenssel való egyeztetés után egyéb tervezési feladat is elfogadható):        

Shift&add szorzó egység Shift&subtract osztó egység Osztás Goldschmidt algoritmussal Futásidőben konfigurálható FIR szűrő Tárolt programú mikroprocesszor adott utasításkészlet-architektúra alapján CORDIC algoritmus Taylor-polinomos függvényközelítés FFT

A témára maximum 2 hallgató jelentkezését várjuk! A feladat diplomatervvé is fejleszthető. Konzulens:

Horváth Péter

[email protected]

ÁT4. Állítható frekvenciájú rezonáns órajelelosztó hálózatok áramkörei Modern processzorokban (pl.: PS4, XBOX ONE rendszerchipjei), nagysebességű digitális jelfeldolgozó integrált áramkörökben (DSP) az alacsony fogyasztású, hatékony órajelelosztás kulcsfontosságú kérdéssé vált. A fogyasztás csökkentése érdekében az áramkörök leggyakrabban nem a maximális megengedett órajel frekvencián, hanem annak töredékén működnek. Így a maximális frekvenciára hangolt rezonáns órajelelosztó hálózat mellé egy "hagyományos kialakítású" órajelelosztó rendszert is realizálni kell (aminek már állítható a frekvenciája). Ilyen például az AMD Piledriver architektúrájú processzor magjai. A tudományos kutató+fejlesztő munka célja egy hangolható, állítható frekvenciájú rezonáns órajelelosztó hálózat architektúrájának és áramköreinek a kutatása, megvalósítása és realizálása. A munkát 350nm (későbbiekben 180nm) CMOS technológián, az iparban elterjedten használt modern CAD tervezőrendszeren kell végezni. Feltételek: Angol nyelvi, áramkörtervezési illetve alapvető híradástechnikai ismeretek szükségesek. Modern processzor architektúrák és órajelelosztó hálózatok (AMD Piledriver, IBM-SONY-Toshiba CELL, Cyclos Resonant clock mesh technology) ismerete előnyt jelent! A feladatra maximum 2 fő hallgató jelentkezését várjuk! Az önálló labor téma diplomamunkaként is folytatható! Sikeres munkavégzés esetén TDK részvétel javasolt! Munkavégzés helye: Elektronikus Eszközök Tanszéke, IC és MEMS tervező laboratórium Konzulens:

Dr. Bognár György

[email protected]

Silicon Laboratories Hungary Kft. ipari áramkörtervezős témái

ÁT5 Integrált kivitelű LDO stabilizátor full-custom tervezése Smart System alkalmazásokhoz A témára jelentkező hallgató feladata áttekinteni az alacsony feszültségesésű (LDO) stabilizátorok irodalmát, különös tekintettel a CMOS integrált áramköri technológián megvalósított változatokra. Fontos szempont az áramkör Smart System alkalmazásokban való felhasználása, emiatt kompatibilitási kérdésekkel is foglalkozni kell. A rendelkezésre bocsátott adatok alapján kell elkészíteni a kapcsolás specifikációját, majd a legfontosabb szempontoknak megfelelő áramköri topológiát kiválasztani. A kapcsolás működésének megismerése után az áramkör tervezése következik az Elektronikus Eszközök Tanszékén rendelkezésre álló Cadence tervezőrendszer segítségével, az Austria Microsystems 0.35um technológiai könyvtár elemeinek felhasználásával. Szimulációk segítségével igazolni kell az áramkör működését, majd optimalizálni áramfelvételre és helyfoglalásra. Sarokponti szimulációkkal meg kell határozni a hőmérsékletváltozásból és technológiai szórásból származó paraméterváltozásokat. Végül a kapott áramkört össze kell hasonlítani a szakirodalomban publikált hasonló megoldásokkal. A munka több félévet felölelhet, szakdolgozattá/diplomatervvé fejleszthető. Kulcsszavak: analóg, integrált, IC, tervezés, CMOS, LDO MSc hallgatók előnyben! Munkavégzés helyszíne: BME Elektronikus Eszközök Tanszéke, CAD laboratórium Konzulensek:

Takács Gábor Dr. Marozsák Tamás


ÁT6 Referenciaáramkör full-custom tervezése Smart System alkalmazásokhoz A témára jelentkező hallgató feladata áttekinteni a full-custom analóg integrált áramkörökben használt feszültség- és áramreferencia kapcsolásokat, különös tekintettel a CMOS integrált áramköri technológián megvalósított változatokra. Fontos szempont az áramkör Smart System alkalmazásokban való felhasználása, emiatt kompatibilitási kérdésekkel is foglalkozni kell. A rendelkezésre bocsátott adatok alapján kell elkészíteni a kapcsolás specifikációját, majd a legfontosabb szempontoknak megfelelő áramköri topológiát kiválasztani. A kapcsolás működésének megismerése után az áramkör tervezése következik az Elektronikus Eszközök Tanszékén rendelkezésre álló Cadence tervezőrendszer segítségével, az Austria Microsystems 0.35um technológiai könyvtár elemeinek felhasználásával. Szimulációk segítségével igazolni kell az áramkör működését, majd optimalizálni hőmérséklet- és technológai szórás függetlenségre. Sarokponti szimulációkkal meg kell határozni a hőmérsékletváltozásból és technológiai szórásból származó paraméterváltozásokat. Végül a kapott áramkört össze kell hasonlítani a szakirodalomban publikált hasonló elvá megoldásokkal. A munka több félévet felölelhet, szakdolgozattá/diplomatervvé fejleszthető. Kulcsszavak: analóg, integrált, IC, tervezés, CMOS, Band gap MSc hallgatók előnyben! Munkavégzés helyszíne: BME Elektronikus Eszközök Tanszéke, CAD laboratórium Konzulensek:



ÁT7 Kapacitív MEMS szenzor kiolvasó áramkörének full-custom tervezése Smart System alkalmazásokhoz

A témára jelentkező hallgató feladata áttekinteni a kapacitás változásán alapuló szenzorok kiolvasó áramkörének irodalmát, különös tekintettel a CMOS integrált áramköri technológián megvalósított változatokra. Fontos szempont az áramkör Smart System alkalmazásokban való felhasználása, emiatt kompatibilitási kérdésekkel is foglalkozni kell. A rendelkezésre bocsátott adatok alapján kell elkészíteni a kapcsolás specifikációját, majd a legfontosabb szempontoknak megfelelő áramköri topológiát kiválasztani. A kapcsolás működésének megismerése után az áramkör tervezése következik az Elektronikus Eszközök Tanszékén rendelkezésre álló Cadence tervezőrendszer segítségével, az Austria Microsystems 0.35um technológiai könyvtár elemeinek felhasználásával. Szimulációk segítségével igazolni kell az áramkör működését, majd optimalizálni áramfelvételre és helyfoglalásra. Sarokponti szimulációkkal meg kell határozni a hőmérsékletváltozásból és technológiai szórásból származó paraméterváltozásokat. Végül a kapott áramkört össze kell hasonlítani a szakirodalomban publikált hasonló megoldásokkal. A munka több félévet felölelhet, szakdolgozattá/diplomatervvé fejleszthető. Kulcsszavak: analóg, integrált, IC, tervezés, CMOS MSc hallgatók előnyben! Munkavégzés helyszíne: BME Elektronikus Eszközök Tanszéke, CAD laboratórium Konzulensek:



ÁT8 Rezisztív MEMS szenzor kiolvasó áramkörének full-custom tervezése Smart System alkalmazásokhoz A témára jelentkező hallgató feladata áttekinteni az ellenállásérték változásán alapuló szenzorok kiolvasó áramkörének irodalmát, különös tekintettel a CMOS integrált áramköri technológián megvalósított változatokra. Fontos szempont az áramkör Smart System alkalmazásokban való felhasználása, emiatt kompatibilitási kérdésekkel is foglalkozni kell. A rendelkezésre bocsátott adatok alapján kell elkészíteni a kapcsolás specifikációját, majd a legfontosabb szempontoknak megfelelő áramköri topológiát kiválasztani. A kapcsolás működésének megismerése után az áramkör tervezése következik az Elektronikus Eszközök Tanszékén rendelkezésre álló Cadence tervezőrendszer segítségével, az Austria Microsystems 0.35um technológiai könyvtár elemeinek felhasználásával. Szimulációk segítségével igazolni kell az áramkör működését, majd optimalizálni áramfelvételre és helyfoglalásra. Sarokponti szimulációkkal meg kell határozni a hőmérsékletváltozásból és technológiai szórásból származó paraméterváltozásokat. Végül a kapott áramkört össze kell hasonlítani a szakirodalomban publikált hasonló megoldásokkal. A munka több félévet felölelhet, szakdolgozattá/diplomatervvé fejleszthető. Kulcsszavak: analóg, integrált, IC, tervezés, CMOS MSc hallgatók előnyben! Munkavégzés helyszíne: BME Elektronikus Eszközök Tanszéke, CAD laboratórium Konzulensek:

Dr. Bognár György Dr. Marozsák Tamás


ÁT9 A/D átalakító full-custom tervezése Smart System alkalmazásokhoz A témára jelentkező hallgató feladata áttekinteni az intelligens szenzorokban alkalmazott A/D átalakítók irodalmát, különös tekintettel a CMOS integrált áramköri technológián megvalósított változatokra. Fontos szempont az áramkör Smart System alkalmazásokban való felhasználása, emiatt kompatibilitási kérdésekkel is foglalkozni kell. A rendelkezésre bocsátott adatok alapján kell elkészíteni a kapcsolás specifikációját, majd a legfontosabb szempontoknak megfelelő áramköri topológiát kiválasztani. A kapcsolás működésének megismerése után az áramkör tervezése következik az Elektronikus Eszközök Tanszékén rendelkezésre álló Cadence tervezőrendszer segítségével, az Austria Microsystems 0.35um technológiai könyvtár elemeinek felhasználásával. Szimulációk segítségével igazolni kell az áramkör működését, majd optimalizálni áramfelvételre és helyfoglalásra. Sarokponti szimulációkkal meg kell határozni a hőmérsékletváltozásból és technológiai szórásból származó paraméterváltozásokat. Végül a kapott áramkört össze kell hasonlítani a szakirodalomban publikált hasonló megoldásokkal. A munka több félévet felölelhet, szakdolgozattá/diplomatervvé fejleszthető. Kulcsszavak: analóg, integrált, IC, tervezés, CMOS, A/D átalakító MSc hallgatók előnyben! Munkavégzés helyszíne: BME Elektronikus Eszközök Tanszéke, CAD laboratórium Konzulensek:

ÁT10

Takács Gábor Dr. Bognár György Dr. Marozsák Tamás


SPI vezérlő tervezése Smart System alkalmazásokhoz

A témára jelentkező hallgató feladata áttekinteni az intelligens szenzorokban alkalmazott kommunikációs interfészek irodalmát, különös tekintettel az ipari/autóipari változatokra. Fontos szempont a kommunikációs interfész Smart System alkalmazásokban való felhasználása, emiatt kompatibilitási kérdésekkel is foglalkozni kell. A rendelkezésre bocsátott adatok alapján kell elkészíteni a vezérlő specifikációját, majd a legfontosabb szempontoknak megfelelő módszert kiválasztani. A kommunikációs protokoll működésének megismerése után a modul tervezése következik az Elektronikus Eszközök Tanszékén rendelkezésre álló tervezőrendszerek segítségével. Szimulációk segítségével igazolni kell a modul működését, majd optimalizálni áramfelvételre és helyfoglalásra. Végül a kapott kommunikációs vezérlőt össze kell hasonlítani a szakirodalomban publikált hasonló megoldásokkal. A munka több félévet felölelhet, szakdolgozattá/diplomatervvé fejleszthető. Kulcsszavak: analóg, integrált, IC, tervezés, CMOS, SPI MSc hallgatók előnyben! Munkavégzés helyszíne: BME Elektronikus Eszközök Tanszéke, CAD laboratórium Konzulensek:

Horváth Péter Dr. Marozsák Tamás


TP1 Napelemek üzemi viselkedésének komplex vizsgálata A tanszéken jelenleg folyó napelemes kutatások a napelemek üzemi körülmények közötti vizsgálatára és optimalizálására fókuszálnak. Ehhez a kutatások során új napelem modellek és vizsgálati eljárások kerültek kifejlesztésre, amelyek alkalmasak arra, hogy a napelemeket termikus és villamos szempontból együttesen kezeljék. A hallgató feladata az új mérési eljárásokkal széleskörű mérések végzése, részvétel a mérési eljárások minősítésében és továbbfejlesztésében, valamint a mérési technológiákkal nyert eredmények és napelem modellek által szolgáltatott eredmények összevetése. A mérések mind laboratóriumi, mind kültéri méréssorozatokat is tartalmaznak. A vizsgálatok kitérnek a napelemek különböző fényviszonyok mellett és különböző hőmérsékleteken történő karakterizálására. A hallgató feladati közé tartoznak a mérési elrendezéseken esetleg szükséges kisebb hardver és szoftvermódosítások elvégzése. A feladat diplomatervvé is fejleszthető. A feladatra maximum 2 hallgató jelentkezését várjuk! Konzulens:

Plesz Balázs Hantos Husztáv


TP2. IP útválasztó (internetes router) megvalósítása programozható logikai eszközre Ismerkedjen meg a világ egyik legelterjedtebb hardvermodellező nyelvével, a VHDL-lel. Tervezze meg egy IP útválasztó (router) szoftverjét és hardverjét megvalósító digitális áramköri modellt VHDL-ben, és a Mentor Graphics tanszéki tervezőrendszer segítségével valósítsa azt meg programozható logikai eszközön (FPGA vagy EPLD). A feladat megoldásához internetes vagy számítógépes tervezői előismeretekre nincs szükség. Többen is jelentkezhetnek a feladatra. További felvilágosítás a konzulenstől kapható. Konzulens:

Dr. Hosszú Gábor

[email protected]

IT1. Linux biztonsági kérdései Tanulmányozza a Linux operációs rendszer különböző változatait, hasonlítsa össze azokat, és ennek alapján válasszon ki egyet, amelyet feltelepít egy szerver számítógépre. Határozza meg a szerver biztonsági követelményeit és ennek szoftver feltételeit, majd úgy alakítsa ki az operációs rendszer konfigurációját, hogy minél nagyobb biztonságot nyújtson a szerver felhasználóinak. A feladat megoldásához programozási vagy informatikai előismeretekre nincs szükség. Többen is jelentkezhetnek a feladatra. További felvilágosítás a konzulenstől kapható. Konzulens:

Dr. Hosszú Gábor

[email protected]

IT2. Webes mérnöki együttműködés (collaborative engineering) Ismerkedjen meg az internetes mérnöki együttműködés (collaborative engineering) fogalmával és gyakorlati alkalmazásával. Hasonlítsa össze a web-alapú és az egyenrangú (P2P) hálózatokon alapuló együttműködési lehetőségeket. Az összegyűjtött ismeretek alapján tegyen javaslatot egy egyszerű, a mérnöki együttműködést megvalósító rendszer kialakítására. A következő félévek során valósítsa meg a kidolgozott egyszerű rendszert. A feladat megoldásához programozási vagy informatikai előismeretekre nincs szükség. Többen is jelentkezhetnek a feladatra. További felvilágosítás a konzulenstől kapható. Konzulens:

Dr. Hosszú Gábor

[email protected]

IT3. Fájlcserélő (P2P) hálózat létrehozása Tanulmányozza a jelenleg az Interneten működő alkalmazási szintű hálózatokat, pl. Limeware, Morpheus, Kazaa, Napster, Yoid, Scribe, stb. Hasonlítsa össze és minősítse ezeket főbb jellemzőik alapján. Hozzon létre alkalmazás szintű egyenrangú (P2P), a hagyományos IP feletti átfedő (overlay) hálózatot. Valósítson meg ezzel a hálózattal fájlmegosztást vagy alkalmazási szintű többesadást. Vizsgálja meg az alkalmazási és az IP többesadás együttműködésének lehetőségét. A feladat megoldásához programozási vagy informatikai előismeretekre nincs szükség. Többen is jelentkezhetnek a feladatra. További felvilágosítás a konzulenstől kapható. Konzulens:

Dr. Hosszú Gábor

[email protected]

IT4. P2P hálózat biztonságának vizsgálata Tanulmányozza a jelenleg az Interneten működő egyenrangú (P2P) hálózatokat, pl. Freenet, Gnutella, DC, Kazaa, CAN, Chord, OpenDHT. Hasonlítsa ezeket össze főbb jellemzőik és alkalmazási módjaik alapján. Minősítse az egyes hálózatokat biztonság (támadhatóság), illetve megbízhatóság szempontjából. Hozzon létre egy egyenrangú egyedekből felépülő hálózatot megvalósító alkalmazást, amely titkosított adatátvitelt valósít meg, és képes ellenállni az esetleges beépülő rosszindulatú egyedeknek. A feladat megoldásához informatikai előismeretekre nincs szükség. Többen is jelentkezhetnek a feladatra. További felvilágosítás a konzulenstől kapható. Konzulensek:

Czirkos Zoltán Dr. Hosszú Gábor


IT5. Távkamerás csővizsgáló eszköz kifejlesztése Tanulmányozza a rendelkezése álló képalkotó eszközöket, valamint a csővezetékek belső oldalának vizsgálatra alkalmas, képalkotó berendezéseket. A szakirodalmi adatok alapján tervezzen meg egy laboratóriumi körülmények között megvalósítható csővizsgáló berendezést. A berendezésnek egy parányi kamerát, egy, a kamera bevitelére alkalmas rugalmas vezetéket és a vezeték másik végén egy feldolgozó és illesztő egységet kell tartalmaznia. A megtervezett berendezést valósítsa meg, és ellenőrző vizsgálatokkal igazolja a helyes működését. A feladat megoldásához internetes vagy számítógépes tervezői előismeretekre nincs szükség. Többen is jelentkezhetnek a feladatra. További felvilágosítás a konzulenstől kapható. Konzulens:

Dr. Hosszú Gábor

[email protected]

IT6. Az Unicode kódolással való kompatibilitást vizsgáló szoftver fejlesztése Tanulmányozza a karakterkódolások rendszerét, az ezzel kapcsolatos műszaki megoldásokat és módszereket. Ismerkedjen meg az Unicode szabvánnyal és az ezzel kapcsolatos alapelvekkel. Határozza meg azokat a beállítási követelményeket, aminek eleget kell tennie egy Microsoft Windows vagy egy Linux operációs rendszernek és egy rajta futó szoftvernek ahhoz, hogy az összes karaktert megfelelően jelenítse meg. Válasszon ki egy alkalmas programnyelvet, amelyen hozzon létre egy szoftvert a számítógépes kódolási beállítások ellenőrzésére. A feladat megoldásához internetes vagy számítógépes tervezői előismeretekre nincs szükség. Többen is jelentkezhetnek a feladatra. További felvilágosítás a konzulenstől kapható. Konzulens:

Dr. Hosszú Gábor

[email protected]

IT7. OpenGL alapú felhasználói felület elektrotermikus térszimulátorhoz A tanszéken kifejlesztett szimulátor segítségével különböző elektronikus eszközök termikus vagy elektrotermikus szimulációja végezhető el. A szimulált eszköz modelljét térbeli alakzatok alkotják. A meglévő felhasználói felület a szimulátor egy régebbi változatához készült, amely nem támogatja a szimulátor jelenlegi és jövőbeli funkcióit. A feladat térbeli struktúra tervezését lehetővé tévő C++ program készítése, amely a megjelenítéshez OpenGL grafikát használ. A struktúra tervezést 2D-ben végezzük, a keletkezett struktúrát 3D-ben is megjeleníthetjük. A szimuláció eredményét (pl. hőmérséklet-eloszlás) ugyanezen a struktúrán jelenítjük meg. A jelentkezővel szemben elvárás a C/C++ nyelv magabiztos használata. Az OpenGL ismerete nem elvárás (bár nem hátrány), a megfelelő tudás megszerezhető a félév során is. A feladat elvégzéséhez nem szükséges a szimulációs eljárás ismerete, mert lényegében egy vektoros rajzolóprogram elkészítése a feladat a konzulens által előírt módon. A feladatra egy hallgató jelentkezését várjuk! Konzulens:

Dr. Pohl László

[email protected]

IT8. Áramok megjelenítése három dimenzióban A tanszéken kifejlesztett Sunred szimulátor program képes kiszámolni a hő ill. elektromos áram útját egy háromdimenziós szerkezetben. A hallgató feladata, hogy a kiszámolt, táblázatos formában adott hőáramokat ltáványosan, 3D-ben megjelenítő alkalmazást készítsen, mely jól érzékelteti, hogy a vizsgált szerkezet mely részein nagyobb az áramsűrűség, és hol kisebb. Az áramlást akár animáció segítségével is látványosabbá teheti. A feladatra maximum 1 hallgató jelentkezését várjuk Konzulens:

Dr. Pohl László

[email protected]

IT9. Nyílt forráskódú lineáris algebrai programcsomagok alkalmazhatóságának vizsgálata elektrotermikus szimulációban Nézzen utána, hogy milyen lineáris algebrai programcsomagok léteznek (pl. BLAS, LAPACK, ATLAS), ezeknek mik a licensz feltételei, illetve milyen ingyenes vagy fizetős formában állnak rendelkezésre! A tanszéken kifejlesztett SUNRED elektrotermikus szimulátor program futásidejének legnagyobb részét mátrixszorzások és invertálások teszik ki. A működés során sok (néhány százezer-néhány millió) kisméretű mátrixszal végzünk műveletet, majd ezek összevonásával egyre kevesebb, de egyre nagyobb mátrix jön létre. A számítóalgoritmusnak tehát hatékonyan kell működnie kisméretű (10×10-es nagyságrendű) és nagyméretű (akár több ezer×több ezer) méretű mátrixok használata esetén is. A jelentkező feladata, hogy az általa optimálisnak talált, és a konzulenssel egyeztetett módon kiválasztott algebrai programcsomag használatáról leírást készítsen, és hozzá egy C/C++ nyelvű interfészt adjon, amely lehetővé teszi a SUNRED programba való beépítést (ebben a konzulens segít). A feladatra maximum 1 hallgató jelentkezését várjuk Konzulens:

Dr. Pohl László

[email protected]

IT10. Klaszteranalízis Matlab vagy Octave szoftver segítségével A szakirodalomban tekintse át a klaszteranalízis alkalmazásával kapcsolatos legfontosabb ismereteket. Ismerkedjen meg a Matlab vagy az Octave matematikai programrendszerrel. Tervezzen meg egy programot a Matlab/Octave leíró nyelvén, amely egy olyan egyedekből álló halmazon végez el klaszteranalízist, amelyek csak felsorolt típusú paraméterekkel jellemezhetők. A szükséges további ismeretek a konzultációkon átadásra kerülnek. Valósítsa meg a kidolgozott módszert és ellenőrző vizsgálatokkal győződjön meg annak helyes működéséről. A feladat megoldásához internetes vagy számítógépes tervezői előismeretekre nincs szükség. Többen is jelentkezhetnek a feladatra. További felvilágosítás a konzulenstől kapható. Konzulens:

IT11.

Dr. Hosszú Gábor

[email protected]

Dinamikus web-alkalmazás paleográfiai tudástárhoz

Tekintse át a számítógépes paleográfiában használatos informatikai eszközökről szóló szakirodalmat. Határozza meg a karakterszintű leszármazási információkat tartalmazó tudástárhoz szükséges adatok jellegét, majd ennek segítségével tervezze meg a tudástár adatstruktúráját. Tanulmányozza a MySQL adatbáziskezelő és a PHP webes kiegészítő nyelv szabályait és együttműködésüket. Ennek alapján tervezze meg a tudástárat tartalmazó adatbázist és az ehhez szükséges hozzáférést biztosító szoftvert. A kialakított web-alkalmazáshoz legyen adminisztrátori és felhasználói hozzáférési jogosultság és az azokhoz rendelt funkciókat kiszolgáló felület. Az elkészült szoftvert próbafuttatásokkal igazolja, az ehhez szükséges minta-adatmennyiséget töltse fel az adatbázisba. Határozza meg az alkalmazás továbbfejlesztésének lehetséges útjait.. A feladat megoldásához internetes vagy számítógépes tervezői előismeretekre nincs szükség. Többen is jelentkezhetnek a feladatra. További felvilágosítás a konzulenstől kapható. Konzulens: Dr. Hosszú Gábor, [email protected]

IT12.

Hatékony 2D rajzfilmkészítő program írása

A cél egy olyan, későbbiekben webes adatbázishoz kapcsolható szoftver létrehozása, amellyel 2D rajzfilmjelenetek hozhatók létre, és a jelenetek rajzfilmmé kapcsolhatók össze. Hosszú távon a szoftver által megcélzott hatékonyság: egy órányi munkával egy percnyi új rajzfilm elkészítése (ha a szereplők/tárgyak/hátterek legalább 80%-a adatbázisban rendelkezésre áll). A rajzfilmet objektumok rendszereként kell tárolni, hogy később könnyen módosítani lehessen, például 2D helyett 3D változatra cseréléskor, vagy a szájmozgás változtatásakor (különböző nyelvű szinkron). A programnak csak a képpel kell foglalkoznia, a hanggal nem. Mivel a programnak a későbbiekben webes adatbázishoz kell kapcsolódnia, olyan programnyelven kell készíteni, amely hatékonyan támogatja a grafika megjelenítése mellett a webes adatbázisokkal való kommunikációt (pl. a Java). Ha a feladatra két hallgató jelentkezik, az egyikük feladata lehet a grafikus objektumok rendszeréből médialejátszóval megjeleníthető filmet létrehozó modul elkészítése, melyben beállítható a kívánt felbontás, másodpercenkénti képkockaszám és képarány. A feladatra maximum 2 hallgató jelentkezését várjuk A feladat diplomatervvé fejleszthető. Konzulens:

IT13.

Dr. Pohl László

[email protected]

Webes adatbázis rajzfilmkészítő programhoz

Az következőkben megfogalmazott elvárások hosszú távú célt jelentenek, ezek egy része a jelentkező egy féléves feladata, azonban a munkát a leírt szempontok szerinti későbbi bővíthetőség figyelembevételével kell végeznie. A jelentkező feladata egy olyan webes adatbázis létrehozása, amely rajzfilmekben használható grafikus objektumokat tárol. Az adatbázis folyamatos kapcsolatban állhat a felhasználók számítógépén futó kliens alkalmazásokkal (rajzfilmkészítő program), melyek az újonnan létrehozott grafikus elemeket (szereplők, tárgyak, hátterek) ebbe az adatbázisba mentik, illetve innen letölthetik. A felhasználók számára egyéni kulcsot kell biztosítani, melynek segítségével mindenki önálló jogosultsággal bír. Minden kulcshoz megadható adat, hogy hány IP címről lehet vele egyszerre bejelentkezve lenni, egy IP címről hány alkalmazáspéldány lehet egyszerre bejelentkezve. Minden felhasználó(=kulcs) eldöntheti, hogy az általa felvitt objektumot csak ő látja és töltheti le, nyilvános a csoport számára, vagy nyilvános az adatbázis minden felhasználója számára. Az objektumok legyenek az adatbázis adminisztrátora által megadható fajtákba oszthatók, és az adminisztrátor tudja korlátozni az egyes csoportok hozzáférhetőségét (pl. kötelezően mindenki számára hozzáférhető). Az adatbázis tartalmazzon minősítő rendszert is (a felhasználók pontozhassák az egymás által feltöltött objektumokat). Az objektumok legyenek kategóriákba sorolhatók (pl. tárgy->evőeszközök->villák), egy objektum több kategóriába is tartozhasson. Az adatbázis legyen hibatűrő, robosztus, nagy terhelhetőségű: több számítógépen fusson, és ha ezek közül egy vagy több kiesik, a többi a számítógépek egy részének kiesése esetén is rendundáns módon tudja pótolni ezeket, valamint abeállított újabb szerver számítógépeket egyszerű legyen becsatolni a rendszerbe, mindezt a felhasználók számára láthatatlan módon! A cél, hogy több ezer felhasználó egyszerre, akadozásmentesen dolgozhasson az adatbázissal A feladatra maximum 1 hallgató jelentkezését várjuk A feladat diplomatervvé fejleszthető. Konzulens:

Dr. Pohl László

[email protected]

IT14.

Virtuális bolygótérkép szerkesztő program

A cél egy nem műszaki szakember számára sci-fi/fantasy világ létrehozását segítő program létrehozása. A jelentkező feladata egy olyan szoftver készítése, amely – a Google Earthhez hasonló módon – képes egy bolygó felszínét megjeleníteni, annak tetszőleges pontjára nagy részletességgel ráközelíteni. A virtuális világ nem fényképeket tartalmaz, hanem térképszerűen mutatja a tájakat. A felhasználó tudja módosítani a felszínt (hegy-völgy, esőerdő, sivatag, tenger, szárazföld, települések), ezt a tevékenységét a program hatékony automatikus eszközökkel támogassa! Pl. kontinensek és óceánok automatikus létrehozása véletlenszerű, de realisztikus felszíni környezettel, a kijelölt területen hegyek létrehozása/eltüntetése, a felhasználó által megadott méretű folyó generálása két pont között, a felszínnek megfelelő nyomvonallal, szükség esetén a felszín módosításával. Település tervezése. A felhasználó kézzel szabadon módosíthassa az automatikusan létrehozott térképelemeket. Automatikus változtatás esetén a lehető legkisebb változás következzen be a nem módosított dolgokban, pl. ha egy területet sivatagról szavannára módosítunk, a települések ne tűnjenek el, stb. A feladat nagy kreativitást igényel, és nagy szabadságot biztosít a jelentkező hallgatónak a megvalósítás során. Fő szempont a kényelmes használat, az egyszerűség, áttekinthetőség (ergonomikus felület). A programot használó felhasználó minden tanulás nélkül legyen képes azt kezelni, és munkája során ne kelljen bosszankodnia amiatt, hogy a program nem az elvártnak megfelelően működik, tönkreteszi a korábbi munkáját, ésszerűtlenül korlátozza a lehetőségeit. A feladatra többen is jelentkezhetnek! A feladat diplomatervvé fejleszthető. Konzulens:

IT15.

Dr. Pohl László

[email protected]

PDF formátumú e-bookot készítő webes alkalmazás létrehozása

Egy (nem létező) webes könyvesbolt pdf formátumban szeretné letölthetővé tenni a könyveket a vevők számára. Az illegális terjesztés megakadályozása érdekében azt szeretné, ha a vevők által letöltött könyvek a könyvlapokon látható egyedi azonosítót tartalmaznának. Az azonosítót a könyvesbolt php-ben írt webes felülete biztosítja az e-book program számára, amely emellett megkapja az eredeti pdf fájlt is, amelybe bele kell írnia az azonosítót. A jelentkező feladata, hogy utánanézzen a különböző e-book formátumoknak, ismertesse ezek előnyeit-hátrányait; megvizsgálja, hogy lehetséges-e a könyvesbolt által kitűzött feladat pdf fájlokkal történő megvalósítása, és ha igen, valósítsa is meg azt, vagy javasoljon hatékonyabb megoldást, és a konzulenssel egyeztetett módon azt valósítsa meg! A feladatra maximum 1 hallgató jelentkezését várjuk Konzulens:

Dr. Pohl László

[email protected]

IT16. Félvezető technológiai labor működésének webes támogatása A feladat az új félvezető technológiai labor működését segítő nyilvántartó rendszer fejlesztése PHP nyelven, MySQL adatbázis felhasználásával, a specifikációban való részvételtől a gyakorlatban jól használható rendszer elkészítéséig és Doxygen rendszerben történő dokumentálásáig. Alapvető elvárás az aktuális HTML és CSS előírások betartása, a bővíthetőség és ellenőrizhetőség érdekében átgondolt tervezés és részletes dokumentálás. A rendszernek képesnek kell lenni különböző jogosultsági szintek kezelésére, nyilván kell tartania a futó projekteket, laborfoglalásokat, használati naplót, fogyóeszközök leltárát. Fontos a jogosultsági szinttől függő (pl. publikus, felhasználói, adminisztrátori) kimutatások készítése (pl. laborfoglaltsági naptár, fogyóeszközkészlet), és az egyszerű, gyors kezelhetőség (pl. gépelés közbeni javaslatok felsorolásával segítve). A feladat folyamatos munkát és konzultációt igényel. A feladat szakdolgozattá/diplomatervvé is fejleszthető. A feladatra maximum 2 hallgató jelentkezését várjuk! Konzulensek:

Czirkos Zoltán Dr. Juhász László


IT17. Webes alkalmazás a páros programozáshoz A Google Dokumentumok alkalmazás lehetővé teszi a felhasználóinak, hogy közösen szerkesszenek egy dokumentumot, egyszerre akár többen is. Az egyes felhasználók látják egymás szövegszerkesztési műveleteit, kijelöléseit, és egy külön ablakban beszélhetnek is egymással, hogy megvitassák a szerkesztési lépéseket. Egy másik webes alkalmazás, a codepad különféle nyelven, forráskódjukkal megadott programokat ellenőriz és futtat, szintén webes felületen mutatva a program futási eredményét vagy a fordítóprogram hibaüzeneteit. A feladat egy olyan webes alkalmazás fejlesztését tűzi ki célul, amely a fenti két ötletet egyesíti. A rendszer felhasználói, tipikusan programozást először tanuló hallgatók az alkalmazással közösen készítenék el az egyes programozási feladatok megoldásait, egymást segítve a tanulásban. A jelentkezővel szemben elvárás valamelyik szerver oldalon vagy kliens oldalon általában használt nyelv (Javascript, PHP stb.) magabiztos használata. A feladatra legfeljebb kettő hallgató jelentkezését várjuk! Konzulensek:

Czirkos Zoltán

[email protected]

félévre kiírt Önálló laboratórium feladatok az Elektronikus Eszközök Tanszékén

Recommend Documents