Nalaganje ...
Projekti / Programi vir: ARIS

Računalniške strukture in sistemi

Obdobja
Raziskovalna dejavnost

Koda Veda Področje Podpodročje
2.07.00  Tehnika  Računalništvo in informatika   

Koda Veda Področje
P170  Naravoslovno-matematične vede  Računalništvo, numerična analiza, sistemi, kontrola 

Koda Veda Področje
2.02  Tehniške in tehnološke vede  Elektrotehnika, elektronika in informacijski inženiring 
Ključne besede
informacijske tehnologije, avtomatizacija načrtovanja, računalniške strukture, sistem v čipu, vgrajeni sistemi, testiranje, optimizacijske metode
Vrednotenje (pravilnik)
vir: COBISS
Raziskovalci (13)
št. Evidenčna št. Ime in priimek Razisk. področje Vloga Obdobje Štev. publikacijŠtev. publikacij
1.  11983  dr. Anton Biasizzo  Računalništvo in informatika  Raziskovalec  2009 - 2014  149 
2.  17040  dr. Uroš Kač  Računalništvo in informatika  Raziskovalec  2009 - 2011  35 
3.  22314  dr. Peter Korošec  Računalništvo in informatika  Raziskovalec  2009 - 2014  238 
4.  10824  dr. Barbara Koroušić Seljak  Računalništvo in informatika  Raziskovalec  2009 - 2014  341 
5.  06856  dr. Stanislav Kovačič  Sistemi in kibernetika  Vodja  2012 - 2014  390 
6.  29530  dr. Uroš Legat  Računalništvo in informatika  Mladi raziskovalec  2009 - 2012  24 
7.  27734  dr. Peter Mrak  Proizvodne tehnologije in sistemi  Mladi raziskovalec iz gospodarstva  2009 - 2010  39 
8.  05601  dr. Franc Novak  Računalništvo in informatika  Raziskovalec  2009 - 2014  316 
9.  18291  dr. Gregor Papa  Računalništvo in informatika  Raziskovalec  2009 - 2014  352 
10.  09862  dr. Jurij Šilc  Računalništvo in informatika  Raziskovalec  2009 - 2014  359 
11.  28488  dr. Katerina Tashkova  Računalništvo in informatika  Mladi raziskovalec  2009 - 2011  28 
12.  11972  dr. Drago Torkar  Računalništvo in informatika  Raziskovalec  2009 - 2014  91 
13.  30891  dr. Vida Vukašinović  Računalništvo in informatika  Raziskovalec  2009 - 2014  58 
Organizacije (1)
št. Evidenčna št. Razisk. organizacija Kraj Matična številka Štev. publikacijŠtev. publikacij
1.  0106  Institut "Jožef Stefan"  Ljubljana  5051606000  91.017 
Povzetek
Nove polprevodniške tehnologije omogočajo izvedbo kompleksnih integriranih vezij sestavljenih iz heterogenih jeder, masivnega pomnilnika, komunikacijskih omrežij, elektro-mehanskih podsklopov in inteligentnih senzorjev, kar zahteva nove multidisciplinarne načrtovalske pristope in poraja nove probleme v načrtovanju in testiranju. Predlagani raziskovalni program se loteva teh problemov, pri tem pa se osredotoča na področja, kjer smo že v preteklosti pridobili ustrezne izkušnje. Osnova vsakega sodobnega kompleksnega vezja je procesorsko jedro, zato je za izvajanje raziskovalnega programa pomembno temeljno znanje s področja procesorskih arhitektur. Poleg spremljanja tega širokega področja se podrobneje ukvarjamo s problemom razvrščanja in dostave ukazov v večnitnih (angl. multithreaded) sistemih. Nadalje obravnavamo problematiko vgrajenih sistemov in to predvsem s stališča dinamičnega prilagajanja delovanja sistema zahtevam realnega časa. Raziskujemo dinamične rekonfiguracije vgrajenih sistemov z ozirom na predvidljivost, zanesljivost in energijsko porabo. Analiziramo ustrezne tehnologije za delo v realnem času (operacijski sistemi v realnem času, programski jeziki, hardverske platforme za eksperimentalne študije in izdelavo prototipov). Pri visokonivojskem načrtovanju integriranih vezij se srečujemo z zahtevnimi kombinatoričnimi problemi, ki vključujejo več soodvisnih parametrov zato je optimizacija tovrstnih struktur pogojena s pregledovanjem ogromne množice rešitev. Tipičen primer je problem sočasnega razvrščanja operacij in dodeljevanja enot pri snovanju strukture vezja, ki realizira ciljni algoritem. Klasični pristopi so nezadovoljivi, zato se lotevamo teh kombinatoričnih optimizacijskih problemov s sodobnimi metahevrističnimi pristopi. Sodobna kompleksna integrirana vezja so realizirana iz v praksi že preizkušenih funkcionalnih sklopov, ki se jih prilagodi glede na potrebe ciljne aplikacije. Načrtovalec sodobnega sistema-v-čipu (angl. System-on-Chip, okrajšano SoC) sestavlja v funkcionalno celoto jedra različnih proizvajalcev. Učinkovito testiranje kompleksnega sistema-v-čipu je eden od ključnih problemov, njegova težavnost v praksi predstavlja izziv tudi za akademski svet (doktorati). Poleg čisto tehniških problemov (problem dostopa do internih točk SoC in z njim povezano mero zmožnosti testiranja, problem izvedbe vgrajenega samodejnega testa, problem integritete signalov visoke frekvence, itd.) obstajajo tudi interdisciplinarni problemi (pravo - zaščita intelektualne lastnine), ki posledično vplivajo na kvaliteto izvedbe testnega postopka. Vse to je vodilo k pripravi standarda IEEE P1500 (Standard for Embedded Core Test), pri katerem sodelujemo kot zunanji recenzenti obenem pa v sodelovanju z Laboratoire d'informatique, de robotique et de microelectronique de Montpellier (LIRMM) raziskujemo možnosti njegove razširitve na mešana analogno/digitalna jedra. Razvijamo tudi nove pristope k funkcionalnemu testiranju in vgrajenemu samodejnemu testu digitalnih sistemov. Ukvarjamo se tudi z novimi pristopi k testiranju mešanih vezij osnovanimi na oscilacijskem testiranju podprtimi s testno infrastrukturo standarda IEEE 1149.4.
Pomen za razvoj znanosti
Raziskave na področju snovanja in testiranja sistemov so bile usmerjene v rekonfugurabilne računalniške strukture. Razvili smo mehanizem za interno preverjanje in popravljanje konfiguracijskega zapisa vezja FPGA, ki predstavlja začetni korak v snovanju samopopravljivih rekonfigurabilnih sistemov. Razviti okrevalni mehanizem zavzema manj strojne opreme in ima krajši čas okrevanja od drugih predlaganih rešitev. Razvili smo učinkovite rešitve vgrajenega samodejnega testa jedra analogno digitalnega pretvornika v sistemu-v-čipu osnovanega na histogramski metodi. Rešitve smo zasnovali glede na različne izhodiščne kriterije: minimalna potrebna strojna oprema, minimalni čas testiranja in razširljivost. Raziskovali smo tudi možnost izvedbe vgrajenega samodejnega testa na osnovi oscilacijskega testa. Proučevali smo merilne pogoje izvedbe oscilacijskega testa analogno digitalnega pretvornika in odkrili inherentno merilno netočnost metode. Analizirali smo njene vzroke in jih teoretsko utemeljili. Pomemben del naših raziskovalnih aktivnosti je povezan z razvojem in uporabo metahevrističnih optimizacijskih metod. Razvili smo kontinuiran diferencialni optimizacijski algoritem s stigmergijo mravelj (CDASA), ki je primeren za reševanje zveznih numeričnih optimizacijskih problemov na različnih praktičnih področjih. Uporabili smo ga pri oceni parametrov v nelinearnih dinamičnih sistemih, ki so predstavljeni s sistemom navadnih diferencialnih enačb. Natančneje, obravnavali smo oceno parametrov dinamične Rab5-v-Rab7 konverzije. Ukvarjali smo se tudi z brezparametrskim krmiljenjem optimizacijskih algoritmov ter s samonastavljivimi algoritmi. Uporabnost takšnega načina, pri katerem uporabnik ne potrebuje specifičnih znanj nastavljanja krmilnih parametrov za učinkovito delovanje algoritma, smo preverili z uporabo večkriterijskega optimiranja. V okviru raziskav s področja računalniškega vida smo razvili postopek optimizacije parametrov algoritma ITCN za štetje celic pri postopku elektroporacije z umetnimi nevronskimi mrežami. Metoda je uporabna tudi za fluorescentne slike celic, kar omogoča določitev učinkovitosti elektroracije. Na področju razpoznavanja vzorcev smo v sodelovanju z Odsekom za znanosti o okolju pri raziskovali odvisnosti koncentracije radioaktivnega plina radona od seizmoloških pojavov. Razviti postopek, ki omogoča ločevanje anomalij koncentracije, ki so posledica seizmične aktivnosti od anomalij, ki so posledica drugih okoljskih parametrov, smo aplicirali na novih podatkih in v več kot 70% primerih uspešno določili anomalije v koncentraciji, ki so posledica močnejših potresov. Soorganizirali smo več konferenc: - BIOMA (Bioinspired Optimization Methods and their Applications), 2010, 2012, 2014. Konference so vključevale predstavitev in razpravo o najnovejših teoretskih in praktičnih rezultatih optimizacijskih metod po vzorih iz narave, in njihovih aplikacij. - PPSN XIII (Parallel Problem Solving from Nature), 2014. Eno pomembnejših in odmevnih mednarodnih konferenc s področja naravnega računanja je organizirano vsaki dve leti, na njem pa raziskovalci, razvijalci in uporabniki predstavljajo najnovejše teoretične in praktične dosežke na področju naravnega računanja. Poleg vabljenih in rednih predstavitev je konferenca vključevala tudi delavnice in pregledna predavanja o aktualnih temah in dilemah naravnega računanja. - Interakcija človek-računalnik v informacijski družbi (2013, 2014). Konferenca vzpostavlja Slovensko skupnost za preučevanje interakcije človek-računalnik. - EuroFIR Nexus 2013 in njeno delavnico Workshop of EuroFIR/EuroDISH on Food Matching. Strokovnjaki iz več evropskih raziskovalnih središč smo obravnavali problematiko ujemanja različnih podatkov o živilih z vidika računalniške podpore.
Pomen za razvoj Slovenije
Najpomembnejši prispevki so bili v sodelovanju z industrijo pri izvedbah rešitev boljše energetske in transportno/logistične učinkovitosti, ter na zdravstvenem področju z izvedbo učinkovite obdelave podatkov o prehrani. Nadaljevali smo z aktivno vlogo pri prenosu novih tehnologij in inovativnih rešitev v slovenska podjetja, kot so BSH, Domel, Ema, Eta Cerkno, Gorenje, Harpha Sea, Hidria, Hyb, Luka Koper, Sonce.net, Tesnila, Trimo, Xlab in druga. Razvili in uporabili smo že več različic naprednih algoritmov in podatkovnih struktur za obdelavo podatkov: - aplikacije za planiranje in upravljanje proizvodnje; - okolje za simulacijo in optimizacijo (temperature v hladilniku); - rešitev preverjanja kakovosti izdelkov s pomočjo strojnega vida (npr. gumijastih tesnil); - razširitev funkcionalnosti izdelkov in izboljšanje njihove uporabnosti (gospodinjski aparati); - podpora strojnega vida v zdravstvene namene (preverjanje nihanja človeškega kolena); - odprto platformo za klinično prehrano na področju zdravja in prehrane. Naše raziskave so neposredno vplivale na naslednje družbeno-ekonomske cilje: - Povečanje ekonomske konkurenčnosti z uvajanjem novih proizvodnih postopkov: razviti algoritmi za obdelavo obsežnih podatkov z učinkovitimi uporabniškimi vmesniki so tvorili nove proizvodne postopke in tako izboljšali učinkovitost proizvodnje in ekonomsko konkurenčnost proizvodnje. - Vpliv prehrane na zdravje: razviti algoritmi za obdelavo obsežnih podatkov in postopki visoko zmogljivega računalništva za odprte in velike podatke so omogočili široko dostopnost pomembnih podatkov o sestavi hrane kar bo preprečilo širjenje bolezni, povezane z načinom življenja. - Patenti: inovativni rezultati raziskav bodo patentirani ter ponujeni podjetjem, da pridobijo položaj na trgu. Člani programske skupine so aktivno udeleženi pri izvajanju dodiplomskih in podiplomskih študijskih programov na: - Fakulteti za elektrotehniko (Univerza v Ljubljani), - Fakulteti za elektrotehniko, računalništvo in informatiko (Univerza v Mariboru), - Fakulteti za matematiko, naravoslovje in informacijske tehnologije (Univerza na Primorskem), - Mednarodne podiplomske šole Jožefa Stefana.
Najpomembnejši znanstveni rezultati Letno poročilo 2009, 2010, 2011, 2012, 2013, zaključno poročilo, celotno poročilo na dLib.si
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati Letno poročilo 2009, 2010, 2011, 2012, 2013, zaključno poročilo, celotno poročilo na dLib.si
Zgodovina ogledov
Priljubljeno