Ce travail de thèse présente la conception d’un convertisseur Buck 3 états pour améliorer le comportement dynamique des tensions d’alimentations des microprocesseurs. La topologie du convertisseur est dans un premier temps, implémentée en technologie IBM CMOS 180 nm pour la validation de la structure 3 états. Le prototype réalisé utilise une tension d’entrée de 3.6V et génère une tension de sortie de 0.8V à 2V. Sa réponse aux transitoires de charge ne montre que 1 à 2% de surtension prouvant ainsi l’avantage du régulateur en dynamique. Le convertisseur 3 états est dans un deuxième temps intégré en technologie 28 nm CMOS HPM (cette technologie est essentiellement utilisée pour les microprocesseurs). Les résultats des tests effectués sur le prototype réalisé confirment les performances en économie d’énergie, de surface et de réponse dynamique. Ce prototype délivre en effet 0.5 à 1.2V en sortie pour 1.8V en entrée et présente un rendement maximal de 90%. Les mesures de régulation dynamique montrent qu’il permet d’obtenir moins de 5% de bruit sur le processeur et 10 mV/ns de commutation de tensio / This thesis work consists into the design of a 3 states buck converter targeting the improvement of dynamic regulation of microprocessors supplies. The topology of the converter is, at first, implemented in IBMCMOS 180 nm technology to validate the transient performances of the3 states regulator. The prototype in 180 nm, uses an input voltage of 3.6V and outputs a voltage in the range of 0.8V to 2V. Its response to load transients shows about 1% of undershoot and 2 % of overshoot, proving a good dynamic behavior for a simple structure compared to state of the art.The 3 states converter is then integrated in 28 nm CMOS HPM (technologymostly used for microprocessors desgn). The experimental results on the prototype confirm the performances in terms of energy and area savings, aswell as dynamic response. The chip delivers 0.5V to 1.2V from a 1.8V supply,and shows a 90% peak efficiency. The measurements of dynamic regulation show less than 5% of noise on the processor supply and 10 mV/ns outputvoltage switching for DVFS purpose.

Předmětem dizertační práce je návrh nových technik pro verifikaci hardwaru, které jsou optimalizovány pro použití v procesu souběžného vývoje hardwaru a softwaru. V rámci tohoto typu vývoje je hardware spolu se software vyvíjen paralelně s cílem urychlit vývoj nových systémů. Současné nástroje pro tvorbu mikroprocesorů stavějící na tomto stylu vývoje obvykle umožňují vývojářům ověřit jejich návrh využitím různých simulačních technik a/nebo za pomoci tzv. funkční verifikace. Společnou nevýhodou těchto přístupů je, že se zaměřují pouze na hledání chyb. Výsledný produkt tedy může stále obsahovat nenalezené netriviální defekty. Z tohoto důvodu se v posledních letech stává stále více žádané nasazení formálních metod. Na rozdíl od výše uvedených přístupů založených na hledání chyb, se formální verifikace zaměřuje na dodání rigorózního důkazu, že daný systém skutečně splňuje požadované vlastnosti. I když bylo v uplynulých letech v této oblasti dosaženo značného pokroku, tak aktuální formální přístupy nemají zdaleka schopnost plně automaticky prověřit všechny relevantní vlastnosti verifikovaného návrhu bez výrazného a často nákladného zapojení lidí v rámci verifikačního procesu. Tato práce se snaží řešit problém s automatizací verifikačního procesu jejím zaměřením na verifikační techniky, ve kterých je záměrně kladen menší důraz na jejich přesnost a obecnost, za cenu dosažení plné automatizace (např. vyloučením potřeby ručně vytvářet modely prostředí). Dále se práce také zaměřuje na efektivitu navrhovaných technik a jejich schopnost poskytovat nepřetržitou zpětnou vazbu o verifikačním procesu (např. v podobě podání informace o aktuálním stavu pokrytí). Zvláštní pozornost je pak věnována vývoji formálních metod ověřujících ekvivalenci návrhů mikroprocesorů na různých úrovních abstrakce. Tyto návrhy se mohou lišit ve způsobu, jakým jsou vnitřně zpracovány programové instrukce, nicméně z vnějšího pohledu (daného např. obsahem registrů viditelných z pozice programátora) musí být jejich chování při provádění stejného vstupního programu shodné. Kromě těchto témat se práce také zabývá problematikou návrhu metod pro verifikaci správnosti mechanismů zabraňujících výskytu datových a řídících hazardů v rámci linky zřetězeného zpracování instrukcí. Veškeré metody popsané v této práci byly implementovány ve formě několika nástrojů. Aplikací těchto nástrojů pro verifikaci návrhů netriviálních procesorů bylo dosaženo slibných experimentálních výsledků.

The thesis deals with both scheme and its implementation of water-level metering apparatus. This data are send wireless into 500 m distant station. Potential ways of solution are gradually studied and final design suggested. Detailed implementation methods are described in the following section. Ultrasonic sensors are employed for level measurement and controlling element is processor ATmega162, data are transmitted by transceiver RC1280HP. Apparatus is suggested with a view to the lowest power consumption considering it will be supplied only with a accumulator. Solving of accepting station is not a part of the thesis. Functional tested sample is understated in the execution section.

This project deals with design and study wireless security device. This device works in ISM band, created by two modules handling secure subject. Microprocessor AVR from company Atmel provides communication between these modules.

This thesis discusses design and realization of air temperature, pressure and relative humidity measuring device, transmission of measured data over internet and their presentation on a web site. First chapter introduces reader into principles of measuring air temperature, pressure and relative humidity and various types of sensors used for measuring . Next, the conception of designed system is described. Designed system must accomplish tasks from reading raw data from the sensor up to thein graphical presentation to the internet user. Second and third chapter describes hardware and software design of air temperature, pressure and relative humidity measuring unit. In next part one can find description of software used to transmit measured data over internet and software for generating web pages which are shown to users. The work is revieved in the final part of this thesis.

The aim of this work was to design a control system based on the XMega microcontroller, for a small mobile robot with an tracked undercarriage. At first, my work was to develop an electrical scheme and circuit boards for the control system. The next step was to connect sensors for non electric quantity and modify the control algorithms for a simple navigation. In the last phase I tuned the user interface and the whole control system for minimal data flow between the mobile platform and the user interface.

This thesis is devoted to detect motion and it is focused on energy consumption. The introduction involves possible ways for acceleration measuring and discusses The MEMS technology in accelerometers. It also describes components used in a low-power module and some suggestions leading to resolution of this issue. This thesis includes the module design as well, PCB design and software equipment. Finally, it evaluates the results and the solution accuracy.

Master‘s thesis is focused on problematic about state of RC plane model during the flight. Device is able to measure overload, height, position, pressure and velocity of the flight and store this measurement data to memory medium. The main aim of the master‘s thesis was to design a functional board, firmware for device and design simple program for evaluating of measured data. Involvement consists of five basic parts. First part is microcontroller, which processes measurement data and communicate with others parts. Next is accelerometer. Accelerometer is used for scanning overload of the plane. Barometer is used for measurement of height and pressure. For measuring position and velocity is used GPS module. Last part is memory medium. MicroSD is used as memory medium for storing measurement data. Evaluation of measured data is realized as simple program with base graphical user interface. Program was created in Matlab.

This diploma thesis is a part of HUMMER project. The project deals with three student’s development of two-wheeled unstable vehicle Segway type and its diminished laboratory model. This thesis deals with reviviscence of laboratory model, design of its control and realization of its actuating (a more detailed breakdown of tasks in the project is shown below). At the beginning of the work is presented reviewed study. The first part of study deals with similar models in the world, their construction and way of control. In the next part of reviewed study follows description of a real model and derivation of model basic equations, in the last part of search is given principle of operation of some used sensors. The next step was the selection and design of required electronics. In this capture are described all designed electronic modules and used sensors. There are also given parameters of used batteries and motors. The next task was the estimation of system parameters. The estimation was made by sections, in the capture is in detail described way of measuring data and structuring of estimation model. The penultimate step was design of PID and LQR controller using I/O card MF 624 and their comparing. Following thing was choice of better regulator and its implementation to the microprocessor. The last step was the realization of actuating driving of model by joystick and supreme PC.

The diploma thesis focuses on optical fiber sensors with detailed preview of the turbidity sensor, its design and testing. The introduction deals with the general theory of fiber sensors and measurement methodology of physical variables. This part is followed by a charter focusing on the possible ways of measuring turbidity. Furthermore, the diploma thesis introduces design of the new turbidity sensor which is realized with consideration of the industrial usage and future application to the automated process of beer production. It also includes a detailed description of the hardware and software sensors created within this thesis. The last section is devoted to a calibration and testing functionality of turbidity sensor.