Microarchitecture’s optimizations have increased the performance but lowered the security. Speculative execution is one of the optimizations that was thought to be secure, but it is exploitable to leak information. The problem with these exploits is that there is no easy software defence and many exploits could be unexplored due to it being a fairly recent discovery. This thesis explores a way to find code that is vulnerable to this. The solution to the problem is to use the tool Side Channel Abstract Model Validator (SCAMV) which implements the method Model-Based Testing (MBT). We examine the core CVA6, which is a RISCV Central Processing Unit (CPU). Test cases are generated by program generators and interesting ones are selected by applying an observational model to them. The observational model abstracts side-channel leakage of the microarchitecture. The selected test cases are executed on the platform to validate the used observational models. The results of the test cases showed no indication of modifying the side channels under speculative execution. The results showed that SCAMV can examine timing-based channels. The conclusion is that our findings indicate that the CVA6 core is not vulnerable to speculative cache or timing-based side-channel attacks. / Optimeringar på mikroarkitektur nivåer har ökat prestandan men minskat säkerheten. Spekulativt utförande (speculative execution) är en av de optimeringar som har ansetts vara säkert, men det har visats att det kan utnyttjas för att läcka information. Problemet med dessa sårbarheter är att det inte finns något enkelt mjukvaruförsvar och att många sårbarheter fortfarande kan vara outforskade. Denna avhandling undersöker ett sätt att försöka hitta kod som är sårbar för detta. Lösningen på problemet är att använda verktyget SCAMV som använder sig av metoden Model-Baserad Testning. Vi undersöker CVA6, vilket är en RISCV CPU. Testfall genereras av programgeneratorer och intressanta testfall väljs genom att tillämpa en observationsmodell på dem. Observationsmodellen abstraherar sidokanalläckage i mikroarkitekturen. De valda testprogrammen verkställs på plattformen för att validera de använda observationsmodellerna. Resultatet från testfallen visade ingen indikation på att det går att modifiera sidokanalerna under spekulativt utförande. Resultatet visade att SCAMV kan undersöka tidsbaserade kanaler. Slutsatsen är att våra resultat indikerar att CVA6 inte är sårbar för spekulativa cache eller tidsbaserade sidokanalattacker.

Venous thromboembolism (VTE) is one of the most common cardiovascular diseases. KTH and its academic and industrial partners intend to develop a system to combat VTE by forcing movements of inactive muscles. An important part of this system is a unit that can sense muscular activity over time. Electromyography (EMG) is used to measure the activation potential of muscles. The goal of this thesis is to develop an EMG device that can measure bioelectric signals and convey this data to other devices. This thesis is mainly an exploration to identify the potential solution and more work is needed to develop the required system. The EMG device must be small, modular, battery powered and be able to communicate wirelessly with other devices. A functioning EMG system requires an appropriate amplification for the result to be legible and requires extensive filtering as well as detailed circuit board design to eliminate noise or interference that can affect the result.This project utilized a top down approach. An architecture of the EMG system was made and broken down into functional blocks. Each block was implemented separately and the whole solution was tested experimentally to ensure that all the specifications were fulfilled. To validate the EMG device, a series of reference images were used together with directly observing the correlation between muscle activation and its signal with an oscilloscope.The result was a fully functional EMG device that consisted of two PCB: a PCB with EMG circuitry (analog circuit) and a PCB with digital processing for communication (digital circuit). The EMG results were consistent between test subjects and could easily be correlated to muscle movement and force. The reference images indicated that it was functioning as intended. There was still 50 Hz common mode noise present in the EMG device which could have been due to its wide bandwidth and poor low frequency properties.The goals and requirements were fulfilled: a fully functional wireless, modular, small and battery driven EMG device was developed. The noise level of the EMG could have been lower and would need some further improvements. An integrated battery could be implemented to eliminate the need for users to provide a battery. An app could be developed in tandem with the EMG device, with friendly user interface, for healthcare personnel.The thesis workers strived to minimize the number of used components and power consumption. All components were RoHS certified and discarded components were collected for proper waste management. Energy consumption could have been further minimized in the digital PCB by implementing sleep mode and a watchdog timer. This thesis strived to implement as much of the 17 global sustainability goals set by the United Nations (UN). In conclusion, the main sustainability goal of this thesis was “3 – Good Health and well-being”. Other sustainability goals were “12 – Responsible consumption and production”, “13 – Climate action”, “15 – Life on land” were deemed to have been considered in this thesis. / Venös tromboemboli (VTE) är en av de vanligaste kardiovaskulära sjukdomarna. KTH och dess akademiska och industriella partner avser att utveckla ett system med uppdrag att bekämpa VTE genom att stimulera inaktiva muskler. Elektromyografi (EMG) används för att mäta musklernas aktiveringspotential. Syftet med denna avhandling är att utveckla en EMG-enhet som kan mäta bioelektriska signaler och överföra denna data till andra enheter. Ett fungerande EMG system kräver en lämplig förstärkning för att resultatet ska vara läsbart och kräver filtrering samt utförlig kretskortdesign för att eliminera brus/störningar som kan påverka resultatet negativt.Projektet använde en Top-Down strategi. En arkitektur av EMG-systemet genomfördes och sedan delades upp i funktionella block. Varje block implementerades separat och hela lösningen testades experimentellt för att säkerställa att alla specifikationer uppfylldes. För att validera EMG- enheten användes referensbilder tillsammans med att direkt observera sambandet mellan muskelaktivering och dess signal via ett oscilloskop.Resultatet var en helt funktionell EMG-enhet som bestod av två PCB: en PCB med EMG funktionalitet (analog krets) och en PCB med digital processering för kommunikation (digital krets). EMG mätningarna var konsistenta mellan testpersoner och kunde lätt korreleras med muskelrörelse och spänningskraft. Referensbilderna indikerade att den fungerade som avsedd. Det fanns fortfarande 50 Hz common mode brus i EMG-enheten, vilket kan ha orsakas av dess breda bandbredd och dåliga lågfrekvensegenskaper.Målen och kraven uppfylldes: en fullt funktionell trådlös, modulär, liten och batteridriven EMG- enhet. Brusnivån för EMG kunde ha varit lägre och skulle behöva ytterligare förbättringar. Ett integrerat batteri kunde implementeras för att eliminera användarnas behov av att tillhandahålla ett batteri. En applikation kunde ha utvecklats för EMG-enheten, med ett användarvänligt användargränssnitt, för vårdpersonal.Examensarbetarna strävade efter att minimera användning av komponenter och strömförbrukning under arbetsprocessen. Alla komponenter var RoHS-certifierade och kasserade komponenter insamlades för korrekt avfallshantering. Energiförbrukning kunde ha minimerats ytterligare i det digitala kretskortet genom att implementera sleep mode och en watchdog timer. I detta examensarbete var det önskvärt att implemnetera de 17 globala hållbarhetsmålen uppsatta av FN (Förenta Nationerna). Sammanfattningsvis uppfylldes huvudsakligen “3 – Good Health and well-being”. Hållbarhetsmålen ”12 - Ansvarig konsumtion och produktion”, ”13 – Klimatåtgärder”, ”15 - Liv på land” anses även att ha beaktas i denna avhandling.

The usage of programmable logic resources in Field Programmable Gate Arrays, also known as FPGAs, has increased a lot recently due to the complexity of the algorithms, especially for some computer vision algorithms. Due to this reason, sometimes the hardware resources in the FPGA are not sufficient. Partial reconfiguration provides us with the possibility to solve this problem. Partial reconfiguration is a technique that can be used to reconfigure specific parts of the FPGA during run-time. By using this technique, we can reduce the need for programmable logic resources. This master thesis project aims to design a software framework for partial reconfiguration that can load a set of processing components/algorithms (e.g. object detection, optical flow, Harris-Corner detection etc) in the FPGA area without affecting real-time static components such as camera capture, basic image filtering and colour conversion which are continuously running. Partial reconfiguration has been applied to two different video processing pipelines, a direct streaming architecture and a frame buffer streaming architecture respectively. The result shows that reconfiguration time is predictable which depends on the partial bitstream size, and that partial reconfiguration can be used in real-time applications taking the partial bitstream size and the frequency to switch the partial bitstreams into account. / Användningen av programmerbara logiska resurser i Field Programmable Gate Arrayer, även känd som FPGA:er, har ökat mycket nyligen på grund av komplexiteten hos algoritmerna, speciellt för vissa datorvisningsalgoritmer. På grund av detta är det ibland inte tillräckligt med hårdvaruresurser i FPGA:n. Partiell omkonfiguration ger oss möjlighet att lösa detta problem. Partiell omkonfigurering är en teknik som kan användas för att omkonfigurera specifika delar av FPGA:n under körtid. Genom att använda denna teknik kan vi minska behovet av programmerbara logiska resurser. Det här mastersprojektet syftar till att utforma ett programvaru-ramverk för partiell omkonfiguration som kan ladda en uppsättning processkomponenter / algoritmer (t.ex. objektdetektering, optiskt flöde, Harris-Corner detection etc) i FPGA- området utan att påverka statiska realtids-komponenter såsom kamerafångst, grundläggande bildfiltrering och färgkonvertering som körs kontinuerligt. Partiell omkonfiguration har tillämpats på två olika videoprocessnings-pipelines, en direkt-strömmande respektive en rambuffert-strömmande arkitektur. Resultatet visar att omkonfigurationstiden är förutsägbar och att partiell omkonfiguration kan användas i realtids-tillämpningar.

This report describes an ultrasound anemometer and its evaluation. This anemometer is a possible alternative for the automated weather stations which will be built in Africa as a part of WIMEA-ICT project. The project is done in cooperation with Norad and different universities in Africa and Norway. The report covers the assembly of the ultrasound anemometer and evaluation of both software and hardware in this embedded system. Two different type of the anemometer are assembled. The hardware and the software of the anemometers and the whole systems as embedded systems are tested. In addition, the whole system is analyzed and suggestions to increase the energy efficiency of the systems are given. / Den här rapporten beskriver en ultraljudsanemometer och en utvärdering av den. Denna anemometer är ett tänkbar alternativ för automatiserade väderstationer som ska upprättas i Afrika som en del av WIMEA-ICT projektet. Projektet sker i samarbete med Norad och olika universitet i Afrika och i Norden. Rapporten avhandlar hopsättningen av ultraljudsanemometern och utvärderingen av både hårdvara och mjukvara i detta inbyggda system. Två olika prototyper av anemometern monterades. Dessa testades ur aspekter som hårdvara, mjukvara samt i helhet som ett inbyggt system. Vidare gjordes en analys av hela systemet och förslag till energieffektivisering för systemet gavs.

Over the last decades, the effects of climate change have become increasingly evident across natural environments. Apart from other areas, climate change poses a serious threat on water quality. More specifically, it is expected that the effects of global warming around the world will severely limit our ability to control the spread and occurrence of Harmful Algal Blooms (HABs) in the future. A HAB episode is characterised by rapid proliferation of algal biomass which can cause major implications on the environment, the ecosystems, on human health, the economy, and societies overall. One way of detecting the presence of algae is to determine the chlorophyll-a concentration levels in water. This project proposes an embedded system for early algae detection in water samples by means of chl-a fluorometry. The system makes use of a constructed sensor to detect chl-a fluorescence emission. Two versions of the sensor were designed and implemented, both of which were calibrated and then tested. Afterwards, the results were presented, and the system’s performance was evaluated and discussed. Lastly, it was concluded that the performance of the system was adequate for detecting a 50 μg/L limit of chl-a concentration, however, careful testing of the site is required for field applications in samples of natural water. / ­Under de senaste decennierna har effekterna av klimatförändringar blivit allt tydligare i naturliga miljöer. Förutom andra områden utgör klimatförändringarna ett allvarligt hot mot vattenkvaliteten.  I synnerhet förväntas effekterna av global uppvärmning över hela världen begränsa vår förmåga att kontrollera spridningen och förekomsten av skadliga algblomningar (HAB) i framtiden. En HAB-episod kännetecknas av snabb spridning av algbiomassa som kan orsaka stora konsekvenser för miljön, ekosystemen, människors hälsa, ekonomin och samhället i stort. Ett sätt att upptäcka förekomsten av alger är att bestämma klorofyll-a-koncentrationsnivåerna i vatten.  Detta projekt föreslår ett inbyggt system för tidig algedetektering i vattenprover med hjälp av chl-a fluorometri. Systemet använder en konstruerad sensor för att detektera chl-a-fluorescensemission. Två versioner av sensorn designades och implementerades, båda kalibrerades och testades sedan. Därefter presenterades resultaten och systemets prestanda utvärderades och diskuterades.  Slutligen drogs slutsatsen att systemets prestanda var tillräcklig för att detektera 50 μg/L-gräns för chl-a-koncentration, men noggrann testning av platsen krävs för fältapplikationer i prover av naturligt vatten.

The field of neuromorphic computing concerns simulating the information processing of a brain in software or hardware on a computing platform. One neuromorphic platform that uses specialized hardware is SpiNNaker. It is an integrated circuit consisting of multiple general purpose processing cores that can run simulations of neurons. A custom on-chip network mimics the high level of neuron interconnectedness in a brain. The second generation of this chip is currently in development and a prototype, JiB 2, is used in this thesis. This chip has a Ball Grid Array (BGA) footprint and requires several supply voltage levels to operate making implementation more complex. To use such a chip in an autonomous robot, the hardware needs to be in a small form factor. It is beneficial to use an intermediary platform with support for many actuators and sensors to avoid having to develop new drivers (and because the processing power of individual blocks in JiB 2 is not well suited to these tasks). This thesis shows how a platform for autonomous use in robots can be designed with the current prototype chip. It details the design decisions made for the power supply and using the footprint. The existing software is explained and modifications made are shown. Some performance metrics (memory requirements, power and cost) are characterized. A simple program running on the prototype chip with input and output from a microcontroller development board using STM32 is demonstrated. This project suggests a path to deploy software on the JiB 2 and let it interact with the physical world. / Att i en dator eller speciell hårdvara simulera hur neuroner i en hjärna interagerar i sitt informationsutbyte studeras inom fältet neouromorfisk databehandling. Eftersom utbytet sker med snabba länkar mellan många oberoende enheter är traditionell datorhårdvara inte lämpad att implementera sådana skeenden. Därför finns specialhårdvara som bättre efterlikar detta utbyte genom att, till exempel, använda många enkla processorkärnor (för att simulera neuroner) tillsammans med ett snabbt nätverk på kretsen (och mellan flera kretsar). Ett användningsområde är i större komplexa system men det finns en efterfrågan att kunna använda den även i mer begränsade kontexter. En sådan specialhårdvara är den integrerade kretsen SpiNNaker (Spiking Neural Network Architecture). En andra generationen av den kretsen är under utveckling och projektet i denna uppsats har arbetat med en begränsad prototyp kallad JiB2. Målet har varit att bygga en plattform som visar hur JiB 2 kan utnyttjas fristående i en robot. Detta kräver hårdvara som är möjlig att enkelt ladda med nya program. Den behöver klara att strömförsörja kretsen från exempelvis ett batteri. Den ska också ha möjlighet att koppla in- och utsignaler till programmet som körs i specialkretsen. Detta arbete visar att hårdvara går att tillverka i en storlek som lämpar sig för använding i robotar. Ett flöde för utveckling och drifttagning av programvara till plattformen demonstreras.

No description available.

<p>Arbetet är ett examensarbete i högskoleingenjörsutbildningen, inriktning datateknik, på Linnéuniversitet. Arcoma AB är ett företag i Växjö som utvecklar och tillverkar kompletta röntgensystem. Företaget har som mål att förbättra användarvänligheten av systemet med hjälp av en LED-display. De kan förbättra systemet genom att byta ut en enhet som styr röntgengeneratorn mot LED-displayen. Detta leder till att användaren får bättre kontroll och styrning av systemet, samtidigt som patienten behandlas.</p><p>I rapporten beskrivs implementering av både hårdvara och mjukvara till displayen, samt den tekniska bakgrunden som till exempel HDMI och LED-tekniken. Mjukvaran har testats direkt mot displayen vilket har gjort testningen intressant. För att lösa uppgiften har vi fått använda Arcomas system och utvecklingsverktyg. Programspråket som användes var framförallt C++.</p><p>Resultatet blev ett system som byggs upp av Arcomas hårdvaruplattform, vår kringelektronik och displayen där de sistnämnda byggdes in i en låda. Utöver displayen utvecklades en demoapplikation för generatorstyrning som styrs av en USB-mus. Arcoma är nöjda över resultatet då vi löst huvuduppgiften med displayen, men även löst de extrauppgifter som fanns. Idag försöker Arcoma skapa en efterfrågan för lösningen i deras nya produkter.</p> / <p>This abstract describes the Bachelor of Science in engineering thesis for computer science at Linnaeus University. Arcoma AB in Växjö is a company that constructs and develops complete x-ray systems. The goal of the company is to improve the usability of the system with the help of a LED display. Arcoma can improve the system by exchange the unit that controls the x-ray generator with the LED display instead. This will give the user the ability to have better overview and control of the system, while treating the patient.</p><p>This report describes the implementation of both the software and the hardware for the display, but also the technical background for some standards like HDMI and the LED technologic. The software has been tested directly to the display, and therefore made the testing interesting. We have used the Arcoma system and the development tools to solve the problem. The programming language that was used to solve the problem was mainly C++.</p><p>The result was a system that is build up by the Arcoma hardware platform, our surrounding electronics and the display where the last ones were built in a box. Aside the display a demo application was developed for controlling the generator. This applications is controlled by a USB mouse. Arcoma is pleased with the result of the main problem with the display, and they are also pleased with us solving the additional problems that existed. Arcoma wants to create a demand of this solution in their new products.</p>

<p>This thesis-project aims to research the possibilities of new wireless technologies in general control-situations. We have studied different existing control protocols, and developed a new protocol focusing on textbased menus. Our protocol is scaleable, easy to implement, and platform- and media independent. Since our protocol supports Plug and Play with dynamically allocated id’s, it does not require a unique id in the hardware. </p><p>To test the protocol we have developed a prototype system, consisting of a mobile phone connected to a server, which in turn is connected to two slave units, controlling peripheral equipment on 220 Volt. </p><p>The phone is an <i>Ericsson T28,</i> equipped with a Bluetooth unit. The server is runningthe real-time OS <i>eCos </i>on an A<i>RM 7TDMI Evaluation Kit</i>, and the slave units consist of two developer boards equipped with <i>PIC-processors</i>. Communication between the phone and the server is done over Bluetooth. However we did not find a working Bluetooth protocol stack ported to eCos, so a serial cable was used instead. Communication between the server and the slaves is done over a RS-485 serial network which simulates the traffic over a radio-network. </p><p>The results show that our protocol is working, and that our system would be easy to implement, cheap to produce and very scalable.</p>

This thesis-project aims to research the possibilities of new wireless technologies in general control-situations. We have studied different existing control protocols, and developed a new protocol focusing on textbased menus. Our protocol is scaleable, easy to implement, and platform- and media independent. Since our protocol supports Plug and Play with dynamically allocated id’s, it does not require a unique id in the hardware. To test the protocol we have developed a prototype system, consisting of a mobile phone connected to a server, which in turn is connected to two slave units, controlling peripheral equipment on 220 Volt. The phone is an Ericsson T28, equipped with a Bluetooth unit. The server is runningthe real-time OS eCos on an ARM 7TDMI Evaluation Kit, and the slave units consist of two developer boards equipped with PIC-processors. Communication between the phone and the server is done over Bluetooth. However we did not find a working Bluetooth protocol stack ported to eCos, so a serial cable was used instead. Communication between the server and the slaves is done over a RS-485 serial network which simulates the traffic over a radio-network. The results show that our protocol is working, and that our system would be easy to implement, cheap to produce and very scalable.