The design of a common architecture that can support multiple data-flow patterns (or contexts) embedded in complex control flow structures, in applications like multimedia processing, is particularly challenging when the target platform is a Field Programmable Gate Array (FPGA) with a heterogeneous mixture of device primitives. This thesis presents scheduling and mapping algorithms that use a novel area cost metric to generate resource aware context adaptable architectures. Results of a rigorous analysis of the methodology on multiple test cases are presented. Results are compared against published techniques and show an area savings and execution time savings of 46% each.

This thesis is interested in format of executable files EXE. It is focused on parts relevant for reverse engineering. It is interested in assembler, binary representation of instruction and disassembling. Follow I introduce converting from executables to control flow graph, basic structures (branches, cycles) detection.

In this thesis we address the problem of control flow reconstruction in the presence of indirect jumps. We introduce an alternating approach which combines both overand under-approximation to increase the precision of the reconstructed control flow automaton compared to pure over-approximation. More specifically, the abstract interpretation based tool, Jakstab, from earlier work by Kinder, is used for the over-approximation. Furthermore, directed symbolic execution is applied to under-approximate successors of instructions when these can not be over-approximated precisely. The results of our experiments show that our approach can improve the precision of the reconstructed CFA compared to only using Jakstab. However, they reveal that our approach consumes a large amount of memory since it requires extraction and temporary storage of a large number of possible paths to the unresolved locations. As such, its usability is limited to control flow automatas of limited complexity. Further, the results show that strided interval analysis suffers in performance when encountering particularly challenging loops in the control flow automaton. / I detta examensarbete studeras hur rekonstruktion av kontrollflöde kan utföras i närvaro av indirekta hoppinstruktioner. I examensarbetet introduceras ett alternerande tillvägagångssätt som kombinerar både överoch underapproximation för att öka precisionen av den rekonstruerade kontrollflödesautomaten jämfört med endast överapproximation. Mer specifikt används det abstrakta tolknings-baserade verktyget, Jakstab, tidigare utvecklat av Kinder, för överapproximation. Vidare nyttjas riktad symbolisk exekvering för att underapproximera efterträdare till instruktioner när dessa inte kunnat överapproximeras med hög precision. Resultaten av våra experiment visar att vårt tillvägagångssätt kan förbättra precisionen hos den rekonstruerade kontrollflödesautomaten jämfört med att endast använda Jakstab. Dock visar de att vårt tillvägagångssätt kan fordra en stor mängd minne då det kräver extraktion och tillfällig lagring av ett stort antal möjliga vandringar från programmets ingång till de olösta programpositionerna. Därmed är dess användbarhet limiterad till kontrollflödesautomater av begränsad complexitet. Vidare visar resultaten av våra experiment även att analyser baserade på klivande intervaller tappar i prestanda när de möter en vis typ av loopar i kontrollflödesautomaten.

Seit 1983 begründet die Publikationsreihe "Graph Minors" von N. Robertson und P.D. Seymour im Wesentlichen die Minorentheorie mit mächtigen Hilfsmitteln wie der Baumzerlegung und weitreichenden Resultaten wie dem Minorensatz. Für gerichtete Graphen existiert allerdings noch keine einheitliche Minorentheorie und verschiedene Ansätze werden in dieser Arbeit systematisiert. Einige gerichtete Versionen der Baumzerlegung (gerichtete Baumzerlegung nach B. Reed, arboreale, D- und DAG-Zerlegung) werden unter einheitlichen Aspekten untersucht. Die D-Weite ist dabei besonders vielversprechend. Enge Verbindungen zu zwei gerichteten Räuber-und-Gendarmen-Spielen werden unter analogen Aspekten betrachtet und sind wichtige Hilfsmittel. Der zentrale Begriff des Minoren ist im Wesentlichen für ungerichtete Graphen definiert und eine gerichtete Version wirft einige Probleme auf, welche untersucht werden. In \"Directed Tree-Width\" schlugen T. Johnson, N. Robertson, P.D. Seymour und R. Thomas 2001 einen Kompromiss vor. Durch Einschränkung der möglichen Kontraktionen soll der gewonnen Minorenbegriff mit einigen fundamentalen Anforderungen vereinbar sein und trotzdem ein mächtiges Werkzeug darstellen. Dieser Ansatz wird mit einer Anforderungsliste systematisch verfolgt und schrittweise Einschränkungen betrachtet. Die gerichtete Version topologischer Minoren ist dabei besonders vielversprechend. Die Minorentheorie gerichteter Graphen wird auf reduzible Flussgraphen angewandt. Wesentliche Resultate sind Konstruktionen arborealer und D-Zerlegungen mit Weite <2, sowie Gegenbeispiele für die Beschränktheit der DAG-Weite. Analoge Resultate folgen für die jeweiligen gerichteten Räuber-und-Gendarmen-Spiele.

Seit 1983 begründet die Publikationsreihe "Graph Minors" von N. Robertson und P.D. Seymour im Wesentlichen die Minorentheorie mit mächtigen Hilfsmitteln wie der Baumzerlegung und weitreichenden Resultaten wie dem Minorensatz. Für gerichtete Graphen existiert allerdings noch keine einheitliche Minorentheorie und verschiedene Ansätze werden in dieser Arbeit systematisiert. Einige gerichtete Versionen der Baumzerlegung (gerichtete Baumzerlegung nach B. Reed, arboreale, D- und DAG-Zerlegung) werden unter einheitlichen Aspekten untersucht. Die D-Weite ist dabei besonders vielversprechend. Enge Verbindungen zu zwei gerichteten Räuber-und-Gendarmen-Spielen werden unter analogen Aspekten betrachtet und sind wichtige Hilfsmittel. Der zentrale Begriff des Minoren ist im Wesentlichen für ungerichtete Graphen definiert und eine gerichtete Version wirft einige Probleme auf, welche untersucht werden. In \"Directed Tree-Width\" schlugen T. Johnson, N. Robertson, P.D. Seymour und R. Thomas 2001 einen Kompromiss vor. Durch Einschränkung der möglichen Kontraktionen soll der gewonnen Minorenbegriff mit einigen fundamentalen Anforderungen vereinbar sein und trotzdem ein mächtiges Werkzeug darstellen. Dieser Ansatz wird mit einer Anforderungsliste systematisch verfolgt und schrittweise Einschränkungen betrachtet. Die gerichtete Version topologischer Minoren ist dabei besonders vielversprechend. Die Minorentheorie gerichteter Graphen wird auf reduzible Flussgraphen angewandt. Wesentliche Resultate sind Konstruktionen arborealer und D-Zerlegungen mit Weite <2, sowie Gegenbeispiele für die Beschränktheit der DAG-Weite. Analoge Resultate folgen für die jeweiligen gerichteten Räuber-und-Gendarmen-Spiele.:1 Einleitung 1.1 Grundbegriffe der Graphentheorie 1.2 Reduzibilität 2 Über Minoren von Graphen 2.1 Minoren von Graphen 2.2 Topologische Minoren von Graphen 2.3 Baumzerlegung und Baumweite tw(G) 2.4 Wegzerlegung und Wegbreite pw(G) 2.5 Räuber-und-Gendarmen-Spiele auf Graphen 2.6 Resultate und Anwendungen 3 Über Minoren von Digraphen 3.1 Übertragung der Minorenrelation auf Digraphen 3.2 Hindernisse bei der De?nition einer gerichteten Baumweite 3.3 Arboreale Weite dtw(D) 3.3.1 Arboreale Weite und Räuber-und-Gendarmen-Spiele 3.3.2 Resultate und Anwendungen 3.4 Gerichtete Baumweite dtwR(D) 3.5 D-Weite dw(D) 3.6 DAG-Weite dgw(D) 3.6.1 DAG-Weite und Räuber-und-Gendarmen-Spiele 3.6.2 Resultate und Anwendungen 3.7 Räuber-und-Gendarmen-Spiele auf Digraphen 3.8 Eingeschränkte Minorenrelation für Digraphen 3.8.1 Die Teilgraphenrelation für Digraphen 3.8.2 Die topologische Minorenrelation für Digraphen 3.8.3 Die Minorenrelation auf Digraphen nach JRST 3.8.4 Eingeschränkte Minorenrelationen 4 Verbindungen zwischen Reduzibilität und Minoren von Digraphen 4.1 Reduzibilität und initiale Wurzeldigraphen 4.2 Charakterisierung der Reduzibilität durch eingeschränkte Minoren 4.3 Resultate der Minorentheorie für reduzible initiale Wurzeldigraphen 5 Zusammenfassung und Ausblick Literaturverzeichnis Abbildungsverzeichnis

<p>Real-time systems do not only require that the logical operations are correct. Equally important is that the specified time constraints always are complied. This has successfully been studied before for mono-processor systems. However, as the hardware in the systems gets more complex, the previous approaches become invalidated. For example, multi-processor systems-on-chip (MPSoC) get more and more common every day, and together with a shared memory, the bus access time is unpredictable in nature. This has recently been resolved, but a safe and not too pessimistic cache analysis approach for MPSoC has not been investigated before. This thesis has resulted in designed and implemented algorithms for cache analysis on real-time MPSoC with a shared communication infrastructure. An additional advantage is that the algorithms include improvements compared to previous approaches for mono-processor systems. The verification of these algorithms has been performed with the help of data flow analysis theory. Furthermore, it is not known how different types of cache miss characteristic of a task influence the worst case execution time on MPSoC. Therefore, a program that generates randomized tasks, according to different parameters, has been constructed. The parameters can, for example, influence the complexity of the control flow graph and average distance between the cache misses.</p>

Dans cette thèse, on présente la théorie algébrique IH par le biais de générateurs et d’équations.Le modèle libre de IH est la catégorie des sous-espaces linéaires sur un corps k. Les termes de IH sont des diagrammes de cordes, qui, selon le choix de k, peuvent exprimer différents types de réseaux et de formalismes graphiques, que l’on retrouve dans des domaines scientifiques divers, tels que les circuits quantiques, les circuits électriques et les réseaux de Petri. Les équations de IH sont obtenues via des lois distributives entre algèbres de Hopf – d’où le nom “Interacting Hopf algebras” (algèbres de Hopf interagissantes). La caractérisation via les sous-espaces permet de voir IH comme une syntaxe fondée sur les diagrammes de cordes pour l’algèbre linéaire: les applications linéaires, les espaces et leurs transformations ont chacun leur représentation fidèle dans le langage graphique. Cela aboutit à un point de vue alternatif, souvent fructueux, sur le domaine.On illustre cela en particulier en utilisant IH pour axiomatiser la sémantique formelle de circuits de calculs de signaux, pour lesquels on s’intéresse aux questions de la complète adéquation et de la réalisabilité. Notre analyse suggère un certain nombre d’enseignements au sujet du rôle de la causalité dans la sémantique des systèmes de calcul. / We present by generators and equations the algebraic theory IH whose free model is the category oflinear subspaces over a field k. Terms of IH are string diagrams which, for different choices of k, expressdifferent kinds of networks and graphical formalisms used by scientists in various fields, such as quantumcircuits, electrical circuits and Petri nets. The equations of IH arise by distributive laws between Hopfalgebras - from which the name interacting Hopf algebras. The characterisation in terms of subspacesallows to think of IH as a string diagrammatic syntax for linear algebra: linear maps, spaces and theirtransformations are all faithfully represented in the graphical language, resulting in an alternative, ofteninsightful perspective on the subject matter. As main application, we use IH to axiomatise a formalsemantics of signal processing circuits, for which we study full abstraction and realisability. Our analysissuggests a reflection about the role of causality in the semantics of computing devices.

Real-time systems do not only require that the logical operations are correct. Equally important is that the specified time constraints always are complied. This has successfully been studied before for mono-processor systems. However, as the hardware in the systems gets more complex, the previous approaches become invalidated. For example, multi-processor systems-on-chip (MPSoC) get more and more common every day, and together with a shared memory, the bus access time is unpredictable in nature. This has recently been resolved, but a safe and not too pessimistic cache analysis approach for MPSoC has not been investigated before. This thesis has resulted in designed and implemented algorithms for cache analysis on real-time MPSoC with a shared communication infrastructure. An additional advantage is that the algorithms include improvements compared to previous approaches for mono-processor systems. The verification of these algorithms has been performed with the help of data flow analysis theory. Furthermore, it is not known how different types of cache miss characteristic of a task influence the worst case execution time on MPSoC. Therefore, a program that generates randomized tasks, according to different parameters, has been constructed. The parameters can, for example, influence the complexity of the control flow graph and average distance between the cache misses.

This master’s thesis is bent on comparison of four newest method of analog frequency filter design. After the introductory part, a description of properties and internal structure of active elements (Second-Generation Current Conveyor), VG-CCII (Variable Gain Current Conveyor), VCG-CCII (Voltage and current gained second generation current conveyor) a CFTA (Current Follower Transconductance Amplifier) is mentioned. This active elements are used in subsequent design. At the next part, process of frequency filters design by generalized method of filter design flowing from the full admittance network, by extending autonomous circuits, design using the signal flow graphs theory and design with synthetic high-order elements are presented. Thirty nine autonomous circuits are derived from full admittance networks with one and two active elements CFTA. Selected autonomous circuits are used for direct design of frequency filter and for filter design by extending autonomous circuits. Produced structures guarantee the possibility of controlling the quality factor Q0 independently of the characteristic frequency f0. Three frequency filters are designed by method using the signal flow graph theory. Active elements CFTA, VG-CCI and VCG-CCII are used. Full multifunctional frequency filter with conveyors VG-CCII and VCG-CCII guarantee the possibility of controlling the quality factor Q0 and the characteristic frequency f0 independently of the each other. In last part, from 2nd to 5th order low-pass filters by the method using synthetic high-order elements are designed. The behaviour of the selected filters has been verified by simulations in the PSpice program for all of the mentioned methods separately.

The dissertation deals with the design of fully differential frequency filters using the signal flow graphs. It presents the procedures for designing frequency filters, focusing on the active elements such as multiple-output current followers (MO-CF) and digitally adjustable current amplifiers (DACA), which work in a current mode. It is theoretically discussed the issue of designing the M-C graphs, which are the graphic analogy of voltage and current incidence matrices. There are also presented three designs of 2nd order frequency filter circuits using the indirect method of design by M-C graphs and one circuit design using the direct method. The results of each simulation and measurement are presented in a module frequency characteristics. Finally, there is a summary of M-C graphs characteristics and applicability.