שם הפרויקט :
המחלקה להנדסת חשמל ומחשבים פרופ' דן שדות ,ראש המחלקה הפרויקט ההנדסי מהווה חלק משמעותי וחשוב במכלול החינוך ההנדסי שהמחלקה להנדסת חשמל ומחשבים מעניקה לסטודנטים הלומדים בה .לצורך ביצוע הפרויקט על הסטודנטים להתבסס על חלקים נרחבים מהנושאים שנלמדו במהלך שלושת השנים הראשונות בלימודי ההנדסה. בעוד הפרויקט ההנדסי מהווה נדבך עיקרי עבור הכשרת הסטודנטים והשתלבותם בתעשייה ,הרי כנס הפרויקטים מהווה צוהר המקשר בין העולם האקדמי בו ניתנה הכשרה זו לבין ה"עולם האמיתי" בו ייקלטו הסטודנטים בהמשך דרכם המקצועית . כנס הפרויקטים השלושים וארבעה יתקיים במסגרת מחלקתית במתכונת של כנס מדעי. לכל אחד מ –131 הפרויקטים ,שבוצעו על ידי 249סטודנטים ,מוקצה זמן קצר של - 10 15דקות שבהם אמורים הסטודנטים להציג את עבודותיהם .הפרויקטים עוסקים במגוון רחב של נושאים ,החל בפרויקטים הקשורים בבניה של חומרה וכלה בפרויקטי מחקר תיאורטיים. הפרויקטים עוסקים בשטחים השונים בהם מתקיימים הוראה ומחקר במחלקה :מחשבים ,מיקרו- אלקטרוניקה ,בקרה ,תקשורת ,עבוד אותות ,אלקטרומגנטיות ,מערכות הספק ,מכשור ומעגלים ואלקטרו-אופטיקה .חלק מהפרויקטים מבוצעים תוך שיתוף פעולה עם מספר חברות בתעשייה. שיתוף פעולה זה נותן לסטודנטים הזדמנות להתנסות בעבודה הנדסית עדכנית. תלמידי שנה ג' במחלקה להנדסת חשמל ומחשבים מוזמנים להשתתף בכנס ,להקשיב להרצאות ולעבור בין תצוגות הפוסטרים .בכך הם נחשפים לפעילות הפרויקט ההנדסי ,ובמוצאי כנס הפרויקטים הם מתחילים לתכנן את הפרויקט ההנדסי עליו הם יעבדו בשנה הבאה. ברצוני להודות לפרופסור הוגו גוטרמן ,האחראי האקדמי על הפרויקטים ,על עבודתו המסורה ,למר יהוא ספיר ,האחראי על הפרויקטים ,על תרומתו ומסירותו ,לגב' שרית אלמקיס על עזרתה הרבה ,לכל המנחים מהאוניברסיטה ומהתעשייה ,וכמובן לסטודנטים שעושים ימים כלילות כדי לעמוד בלוחות הזמנים. אני מקדם בברכה את כל האורחים שהגיעו לכנס הפרויקטים ,ובטוח שיהיה זה כנס מעניין ומרתק. 1 U U U סגל המחלקה להנדסת חשמל ומחשבים שם המנחה U -מנחים אקדמיים – תשע"ב תחום המחקר פרופ' מאיר אלגי'ם - זיהוי צורות פרופ' שלומי ארנון - תקשורת לווינית ,תקשורת אופטית אלחוטית פרופ' בנימין ארזי - תיאוריות קידוד אבטחת מידע פרופ' שמואל בן יעקב - מכשור ומעגלים פרופ' הוגו גוטרמן - עבוד אותות ביוטכנולוגיה רשתות עצביות ,עבוד תמונה רובוטיקה ומחשבים . פרופ' אמיר גבע - עבוד זיהוי וחיזוי אותות ביו רפואיים ד"ר רון דבורא - תקשורת ,עיבוד אותות פרופ' שלמה הבא - מוליכים למחצה ,אופטרוניקה פרופ' דב ווליך - תקשורת ספרתית ,מערכות ,OFDMמערכות MIMO ד"ר רמי חג'ג - עיבוד תמונה ד"ר גוזף טבריקיאן - הפרדת מקורות ,עיבוד אות סטטיסטי ,עבוד אותות ממערכי קולטים ,עבוד אותות מכ"מ ד"ר עמיאל ישעיה - לייזרים והתקנים אופטיים לא לינאריים ד"ר גיא כהן - תהליכים אקראיים ד"ר יצחק לבקוביץ - יציבות של מערכות דינמיות ד"ר דוד לבנוני - בקרה וסינון אדפטיים זיהוי מערכות ,אנליזה סטוכסטית פרופ' ולדימיר ליאנדרס - תקשורת ועיבוד אותות ,אלגוריתמים קומבינטורים. ד"ר יהונתן מולכו - אופטיקה רפואית ד"ר תימור מלמד - התפשטות ופיזור גלים ,הדמיה,שיטות אנליטיות בתורת הגלים, שיטות ספקטרליות פרופ' יבגני פפרנו - ממשק בין אדם למחשב ,מערכות מציאות מדומה פרופ' יוסי פרנצוס - עבוד סטטיסטי של אותות ותמונות ד"ר אלכסנדר פיש - מעגלים VLSI, פרופ' בן ציון קפלן - מערכות מגנטיות פרופ' נתן קופיקה - אלקטרואופטיקה ,אופטיקה אטמוספרית ,מערכות הדמאה ד"ר חיים פרמוטר - תקשורת ,עיבוד אותות פרופ' ראול רבינוביץ' - הנע חשמלי מבוקר ,מערכות הספק חשמליות פרופ' יוסי רוזן - עבוד אותות אופטי ומחשוב אופטי פרופ' ישראל רוטמן - גילוי מטרות וגילוי עבוד אות היפרספקטרלי 2 פרופ' בעז רפאלי - אקוסטיקה ועבוד אותות פרופ' ראובן שביט - אנטנות ורכיבי מיקרוגלים ד"ר אמיר שליוינסקי - אנטנות בתחום הזמן ,הדמיה ,שיטות חישוביות תקשורת אופטית פרופ' דן שדות ד"ר רפי שיקלר - התקנים אלקטרוניים ואופטואלקטרוניים ממוליכים למחצה אורגניים ד"ר אילן שליש - התקנים ותכונות פיזיקליות של ננו-חוטים של מוליכים למחצה ד"ר משה שורץ - קידוד לתיקון שגיאות ,קידוד מאולץ ,סדרות ספרתיות ד"ר אילן שלום ד"ר שלמה גרינברג עיבוד אותות דיבור - ,DSPארכיטקטורה נמוך ,דחיסה וזיהוי של דיבור מרובת מעבדים ותכנון מערכות VLSIעם הספק 3 p-2012-001טורבינת רוח קטנה מסוג VENTURIעבור סביבה עירונית: גנראטור בהפעלה ישירה. p-2012-002 מערכות סימולציה עבור פיתוח רשת חכמה p-2012-003 הקטנת התנודות בהספק המיוצר על ידי מערכות שמש PV גדולות המחוברות לרשת החשמל p-2012-004זיהוי מטרה נקודתית בתמונה היפרספקטראלית – מטריצת קווריאנס חדשה p-2012-005 רשת חישנים חסכונית עבור בקרה של שדה שמש PVגדול. p-2012-006 מבנה רשת לחיבור מערכות שמש PVלרשת הספק p-2012-007 רשת אד הוק לנתונים p-2012-008 חקר ההשפעה של מתח קבוע ופולסים על תהלכי הזדקנות של טרנזיסטורים אורגניים p-2012-009 ממוש תוכנתי של תקשורת אד-הוק p-2012-010 רשת אד הוק -חרום p-2012-011 רשת אד-הוק דיבור לפטלפורמות שונות p-2012-012 חישה דחוסה לשחזור עצמים מוסתרים על-ידי שימוש בהולוגרמה פרנל לא קוהרנטית p-2012-013 זיהוי שינויים בתמונות היפרספקטרליות p-2012-014 סיווג מידע היפרספקטרלי p-2012-015 פתרונות זמן אמת עבור שדות שמש PVגדולים מבוססים על חישובים מוקדמים. p-2012-016 גילוי מטרה נקודתית בתמונות היפרספקטרליות -בחירת פסים p-2012-017 מערכת מערכת דימות תלת ממדית מבוססת מצלמה בודדת למטרת עקיבה אחר דמויות בזירה טבעית p-2012-018 נסיון שדה עם מערכות שמש PV p-2012-019 קידוד מפתחי עבור דימות דחוס p-2012-020 בנית מודל תלת -מימדי מבוסס על מידע ממקור אווירי בזמן -אמת p-2012-021 היתוך מידע מתמונות ומד טווח לייזר לשיפור ראייה תלת מימדית p-2012-022 גילוי מטרה נקודתית בתמונה היפרספקטלית -שימוש במסנן היתוך p-2012-023 מציאת הקשר בין מבני חלבונים לסדרות רב מימדיות של חומצות אמינו p-2012-024 ניתוח מידע מולטי-ספקטראלי מחישה מרחוק להערכת מאפייני יערות 4 p-2012-025 מעבד הספק לגנרטורים טרמואלקטרים p-2012-026 הקטנת מתח בחיבור משותף על ידי בקרת זרם p-2012-028 מערכת לזיהוי עצמים בזמן אמת עבור כלי טיס אוטונומי p-2012-029 דימות פרוסות מתוך עצם תלת ממדי באמצעות מנגנון צילום מבוסס שתי מצלמות p-2012-030 פיתוח שיטה לגילוי מטרה בתמונות צבעוניות p-2012-031 גילוי מטרה נקודתית בתמונות היפרספקטרליות -גילוי אנומנליות p-2012-032 שיערוך ערוץ ב SC-FDMAהמיושם ב LTE סימבולים ב SC-FDMAהמיושם ב LTE p-2012-033 סנכרון p-2012-034 ניתוח PAPRב SC-FDMAהמיושם ב LTE p-2012-035 נצילות של מגבר הספק לינארי קלס Bעבור אותות OFDM p-2012-036 סינתזת מרחב-פאזה של שדה נפזר בתחום התדר p-2012-037 מטריצת בטלר ) (Butlerמודפסת להזנת מערך אנטנות ליניארי קווי p-2012-038 מקטב לעקיבת קיטוב ליניארי עבור אנטנות סורקות p-2012-039 בניית מודל תלת ממדי בזמן אמת בעזרת ראיה סטראוסקופית p-2012-040 סיווג אוטומטי של מנחים בבדיקות אולטראסאונד לב )אקו( p-2012-041 שימוש יעיל של קבל סרט דק בממיר PVחד-פאזי על ידי ניתוק ההספק הפעיל p-2012-042 פיזור תלוי זמן בשיטת ספקטרום לוקלי p-2012-043 בניית תמונה תלת מימדית מוידאו ממבט קרקע בזמן אמת p-2012-044 לימוד וזיהוי מחוות גוף מתוך קובץ וידאו p-2012-045 עקיבה אחרי נקודה ההספק המרבי של פנלים PVסולריים וחיבורם לרשת ההספק על ידי ממיר חד-דרגתי . DC-TO-AC p-2012-046 מימוש אלגוריתם לבניית פסיפס פנוראמי מרצף של תמונות במערכת זמן אמת. p-2012-047 כרטיס לכידה ודחיסת אות וידאו מרובה סטדנרטים p-2012-048 איפיון פוטומוליכות בננו-חוטים מוליכים למחצה p-2012-049 חישוב מקבילי ומבוזר לגליון חישוב אלקטרוני, p-2012-050 שערוך תנועת מצלמה על סמרטפון p-2012-051 ורפיקציה של PGסלקטיבי באמצעות SSRPGואנליזה פורמלית p-2012-052 סינכרון ברשת LTE 5 p-2012-053 מערכת להזנת אנרגיה חשמלית לרשת p-2012-054רובוט אוטונומי בסביבה צפופה p-2012-055 זיהוי ציר חדר שמאל בלב מבדיקות אולטראסאונד לב )אקו( p-2012-056 הדמית גופים מפזרים בשיטות מרחב פאזה p-2012-057 פיתוח חומרה ותוכנה למערכת שליטה עבור כלי טיס מרובה מנועים p-2012-058 מדידה זמנית של התפלגות המטען בזכרון פלאש אורגני p-2012-059 יישום גישה של SSRPGבתכנון מעגלי VLSIבהספק נמוך p-2012-060 מדידה של תהלכי הזדקנות בתאי שמש אורגניים p-2012-061 קודים מעל השלמים המתקנים שגיאות של הפרעות מקומיות בזכרונות פלש p-2012-062 מימוש דוחס קול EVRCעל גבי מעבד ARM11 p-2012-063 הערכה של מבטל הד ) (Echo Cancellerאדפטיבי בפסי חסר השהיה p-2012-064 הרחבה מלאכותית של רוחב סרט בתדרים הנמוכים של אות דיבור p-2012-065 מימוש דוחס קול Speexעל גבי מעבד +DSP TI C64 p-2012-066 פיתוח מקודד דיבור EVRCעל מעבד MIPS 24KEהכולל הרחבה מוכוונת DSP ואי-דיוקים במדידה על דימות דחוס p-2012-067 השפעת רעשים לא גאוסיים p-2012-068 ממיר אופטימלי לתאי שמש בהספק נמוך p-2012-069 מפוי של התפלגות מטען בזכרון פלאש המבוסס על טרנזיסטור אורגני p-2012-070 ניתוח מקודד וידאו ומימושו על מעבד ARM Cortex A8 p-2012-071 הספק הגלים p-2012-072 יציבות מאפיינים תחת שינויים מבוקרים בתמונה p-2012-073 תכנון אלגוריתם להליכת רובוט בעל ארבע רגליים p-2012-074גילוי אובייקטים נעים p-2012-075 ממיר רב רמות עבור מערכות שמש PVובקרה לוגיקה עמומה . p-2012-076 משדר נתונים לוויני p-2012-077 מימוש אספקת רמת איכות שירות לשכבת גישה לרשת אד-הוק אלחוטית ניידת p-2012-078 תכן וניתוח אופטימיזציה של מנוע המרת קואורדינציות p-2012-079 סיווג עצמים באמצעות מעבד גרפי מרובה ליבות p-2012-080 מעבד אות מבוסס על בקר גרפי מרובה ליבות 6 p-2012-081 מחשב משימה והטסה למזלט קל p-2012-082 כרטיס מרכזיית תקשורת של PCIe & Ethernet p-2012-083 פיתוח מקמ"ש דל הספק p-2012-084 יישום גישה של תכנון בהספק נמוך SSRPG p-2012-085 אנליזה פורמלית של גישת SSRPGלתכנון רכיבי VLSIבהספק נמוך p-2012-086 ממיר חד-פאזי בעל נצילות גבוהה עבור תאים פוטו -וולטאיים p-2012-087 הרחבת רוחב סרט של אנטנות קטנות p-2012-088 עיבוד תמונה תת ימית בזמן אמת p-2012-089 אלגוריתמים לעיבוד תמונה תת ימית בזמן אמת p-2012-090 העברת נתוני עוקב ראש אופטי במערכת ראש p-2012-091 מגבר הספק לתדרי רדיו בגישת מהפך p-2012-092 הסרת ערפל מתמונות וידאו p-2012-093 בניית אבני בניין גנריות למודם אלחוטי p-2012-094 התפשטות אלומה גאוסית במוליכי גלים p-2012-095 שחזור הולוגרמה רוויה p-2012-096 ביטול הצימוד במערך אנטנות בעזרת רשת הזנה p-2012-097 דלגלג רב סיביות בהספק נמוך p-2012-098 זכרון RAMסטטי עם שער עליון-תחתון בעל זרמי זליגה בטכנולוגיית 40ננומטר נמוכים p-2012-099 מדידה ואופטימיזציה של מתח ההמתנה המינימאלי בזיכרון SRAM p-2012-100 חיבור טורי של מערכי זיכרון להורדת זליגות ומחזור מטען p-2012-101 לוגיקת מצב כפול בהספק נמוך p-2012-102סינתזת מעגלים דיגיטליים בטכנולוגיית דרך ערוץ אלחוטי )Dual Mode Logic (DML משפחה לוגית משולבת . p-2012-103 תכנון מעגלים מצפינים בהספק נמוך p-2012-104 תכנון וייצור של מתמרי DC-DCלתג RFID p-2012-105 תכנון וייצור של בקר דיגיטלי לתג RFID p-2012-106 גידול ואיפיון של ננו-חוטים מוליכים למחצה p-2012-107 ATPG Test Points Insertion 7 p-2012-108 משפר תמונה תת ימית בצבע p-2012-110 מיקרו-גנראטור אלקטרו-מכאני ללא עול פרומגנטי p-2012-111 טכניקת וורפיקציה רב תחומית מוכוונת SOC p-2012-112 בקרה של מערכת מיקרו-פוטולומיניסצנציה p-2012-113 ממיר DC-TO-DCבעל הגבר מתח גדול פנל PVאחד p-2012-114 תקשורת אופטית אלחוטית תת-מימית p-2012-115 תקשורת אופטית אלחוטית מתחת למים I p-2012-116 מגנטומטר אופטי עבור יישומים של p-2012-118ממיר למנוע צעד עבור קציר אנרגיה p-2012-119 ממירים למתח ממוצע 1 p-2012-121 התנעה של מנוע סינכרוני גדול על ידי ממיר שלוש רמות וFPGA- p-2012-122 למידה בזמן אמת של מחוות וסימני ידיים מדוגמא אחת וזיהוי שלהם ע"י שימוש בחיישן תלת מימדי p-2012-123 עיבוד תמונה מצונר על גבי מצלמה בטלפון נוקיהN900 p-2012-124 אנליזה של ניצול אופטימלי של זיכרון במעבד וידאו p-2012-125 תכנון וארכיטקטורת VLSIלחיסכון בהספק p-2012-126 הפעלה של מנוע סינכרוני גדול על ידי ממיר שלוש רמות וFPGA- p-2012-127 תכנון מעגלי VLSIכריפטוגרפיים p-2012-128 ספק כח לגנרטור טרמואלקטרי p-2012-129 דימות דרך שיכבה מפזרת ע"י מערכת FINCH )הולוגרמת קורלציה אקוהרנטית מסוג פרנל( p-2012-130 מעגלים קריפטוגרפים ליישומים מאובטחים p-2012-131 תכנון מערכת חשמל ליאכטה מפרשית 8 שם הפרויקט : טורבינת רוח קטנה מסוג VENTURIעבור סביבה עירונית: גנראטור בהפעלה ישירה. מספר הפרויקט : p-2012-001 סטודנטים : אלון בויקו זיו זלצשטיין מנחה : פרופ' ראול רבינוביץ תקציר : לאחרונה יחד עם הגידול במודעות לסביבה ויחד עם רצון לבטל את התלות של מדינות העולם בנפט החל חיפוש אחר מקורות אנרגיה מתחדשת .באופן כללי חל גידול ניכר בבחינת הרוח כמקור להפקת אנרגיה ,ובפרט ,ישנו גידול בהתעניינות בטורבינות רוח קטנות ממדים עבור בניינים .עד היום לא נשקלה האפשרות של הקמת טורבינות בסביבה עירונית אך השוק התוסס כיום גרם לגידול מיידי וחיפוש אחר מקורות אנרגיה מתחדשת .טכנולוגיות אלו של אנרגיה מתחדשת מייצרות אנרגיה "נקייה" ומקטינות משמעותית את פליטת ה CO2לאוויר .טורבינה עירונית הנה בעלת יכולת ייצור חשמל באתר הקמתה ,דבר המונע איבוד אנרגיה בהליך העברת האנרגיה ממקום למקום .הקמת טורבינת רוח מהווה כיום הצהרה על היותנו "ירוקים" ,לכן חלה התעניינות בקרב פוליטיקאים ,מפעלי תעשיה רשויות מקומיות ועוד מקומות ציבוריים. ברוב המקרים ,ההיצע הקיים של טורבינות רוח אינו מוצלח היות ולא מותאם לסביבת הרוח המורכבת .מספר טורבינות חדישות פותחו לאחרונה על מנת להפיק כמות אנרגיה גדולה מאותן סביבות אורבניות מורכבות. 9 שם הפרויקט : מערכות סימולציה עבור פיתוח רשת חכמה מספר הפרויקט : p-2012-002 סטודנטים : אסיד ותד מחמוד עבאס מנחה : פרופ' ראול רבינוביץ תקציר : רשתות חכמות הן מערכות מסובכות ביותר עם מאות מפעילים ברשתות של הולכה וחלוקה ותחנות משנה .סימולציות יכולות להיות כלי חשוב המוכיח איך מערכות חכמות חדשות ,צוות ההפעלה ,צרכנים ,ותהליך יכולים לעבוד יחד בצורה אמינה וחסכונית. מערכת אמינה וחסכונית כזו אפשר ליישם על ידי סימולציות לצורך חזון משותף של פונקציות רשת חכמה בקרב פוליטקאים ,רגולטורים ,מנהלים ,מפעילים ,מהנדסים וטכנאים. סמולציות אלה יכללו מאות המשתתפים אשר ממלאים תפקידם של רכזי אמינות ,תמסורת למפעילים ,הפצת מפעילים ומפעילי תחנת כוח .כמו כן התעשייה בכלל ,מעצבי רשת חכמה בפרט ,יכולים לקבל שלבי עבודה לצורך השגת עלויות נמוכות ומערכת בטוחה על ידי סמולציות אלו. עומס שליטה ישירה על מליוני מכשירי לקוחות ,מביא לצורך ריפוי עצמי ורשתות זרימה חכמות מקסימאלית שיכולה להכיל חדירות גבוהה של הרוח לסירוגין ,הדור הסולארי ועומס הצמיחה המהירה בשל התוספת של כלי רכב חשמליים .גם כן אנו שמים דגש בפרוייקט שלנו הוא הצורך בפיתוח פונקציות של רשת חכמה הדורשות בקרה משולבת של שידור ,הפצה ונוחות ללקוח. 10 שם הפרויקט : הקטנת התנודות בהספק המיוצר על ידי מערכות שמש PV גדולות המחוברות לרשת החשמל מספר הפרויקט : p-2012-003 סטודנטים : שלמה מנדלביץ מנחה : פרופ' ראול רבינוביץ תקציר : חיבור מערכות שמש PVגדולות לרשת החשמל יכול להשפיע בצורה שלילית על היציבות מתח\תדר של הרשת בגלל תנודות בהספק המוזן על ידי מערכת השמש לרשת .יש כמה שיטות להקטין את התופעות השליליות האלה .נחקר הפן הכלכלי .הפרויקט יבצע ניתוח דומה שיומת על ידי סימולציות .יכול להיות שחוות שמש אמיתית שבנגב תשמש כדוגמה. 11 שם הפרויקט : זיהוי מטרה נקודתית בתמונה היפרספקטראלית -מטריצת קווריאנס חדשה מספר הפרויקט : p-2012-004 סטודנטים : איל ניצן אלרן גמזו מנחה : פרופ' סטנלי רוטמן פרופ' דן בלומברג תקציר : בעשור האחרון ,תמונות היפרספקטרליות הן כר נרחב למחקר ופיתוח. לתמונות היפרספקטראליות קדמו תמונות מולטי ספקטראליות שהורכבו ממספר קטן של אורכי גל )כעשרה אורכי גל( אשר מתוכן ניתן היה להפיק חתימה ספקטראלית בדידה לכל פיקסל. לעומת זאת ,חיישנים היפרספקטרליים קולטים אינפורמציה המיוצגת ע"י עשרות או מאות תמונות ,כאשר כל תמונה מייצגת מידע הנקלט באורך גל שונה כחלק מהספקטרום הכולל שנבדק .אוסף התמונות מיוצגות במחשב כמטריצה תלת מימדית )קובייה( שמימדיה הם: אורך התמונה xרוחב התמונה xמספר אורכי הגל בהם נקלט המידע באופן זה ,כל פיקסל בתמונה מיוצג למעשה כווקטור הנקרא גם החתימה הספקטראלית של הפיקסל .בפרויקט זה אנו נפתח אלגוריתמים לשיפור זיהוי מטרה נקודתית בתמונות היפרספקטראליות .מטרה נקודתית מתוארת כפיקסל אשר ברצוננו לזהות למען מטרה כלשהי )צבאית ,חקלאית ,גיאולוגית וכדומה(. באופן כללי ,ישנן שתי שיטות לזיהוי המטרה: .1כאשר אין ידע מוקדם על חתימת המטרה ,גילוייה מתבצע ע"י זיהוי פיקסל המהווה אנומליה בתמונה משמע זיהוי פיקסל היוצא דופן ביחס ל"שכנים" שלו ושונה מהם באמפליטודה ו\או בפאזה באופן חריג ,ולכן חשוד כמטרה. .2לכל חומר בטבע יש חתימה ספקטראלית האופיינית לו ,אשר נובעת מסוג החומר ומבנהו הפנימי ,אשר משפיעים על האופן בו הוא בולע ,מחזיר ופולט קרינה אלקטרומגנטית .לעיתים ניתן ,לאחר מדידה בתנאי מעבדה ,לגלות באופן מדויק יחסית את חתימת המטרה המבוקשת ולשמור אותה במאגר נתונים )ספרייה ספקטראלית( .ע"י אלגוריתמים מסוימים ניתן להשוות בין חתימת הפיקסלים בתמונה ההיפרספקטראלית לבין חתימת המטרה ,ולגלותה. ישנם מקורות רבים של רעש העלולים לפגוע בזיהוי המטרה כגון הפרעות הנובעות מהאטמוספירה ושגיאות באיסוף הנתונים היוצרים את התמונות הספקטרליות .רעש זה פוגע בתהליך גילוי המטרה .בפרויקט זה ננסה לשפר זיהוי מטרה נקודתית ע"י התמקדות בחישוב חדשני של מטריצת קווריאנס "מנורמלת חלקית" אשר תופעל על המידע ההיפרספקטראלי. השימוש במטריצה זו אמור להביא למינימום את השפעת הרעש בתמונה ,ובכך לסייע לנו בזיהוי אמיתי של המטרה אותה אנו מחפשים. 12 שם הפרויקט : רשת חישנים חסכונית עבור בקרה של שדה שמש PVגדול. מספר הפרויקט : p-2012-005 סטודנטים : אסף סמירה יהונתן אמיר מנחה : פרופ' ראול רבינוביץ תקציר : ישנם מגוון פרמטרים המשפיעים על יעילותם של קולטי שמש ,כגון טמפרטורה וקרינה. כאשר בוחנים את המערכות בחוות שמש גדולות בעלות אלפי דונמים של קולטים סולריים, ניתן לזהות צורך ממשי במערכת חיישנים מבוססת תקשורת אלחוטית .שכן ,באופן מסורתי המערכות הנמצאות בשימוש בחוות אלו הינם מערכות מחויטות הגורמות לסרבול רב ועלות גבוהה. רשת חיישנים אלחוטית יכולה להיות זולה יותר ואף אמינה יותר ,אך לשם כך נדרש פרוטוקול שידור מתאים.פרוטוקול זה צריך להעביר את הנתונים הדרושים בזמן קצר. 13 שם הפרויקט : מבנה רשת לחיבור מערכות שמש PVלרשת הספק מספר הפרויקט : p-2012-006 סטודנטים : צפריר סטרוזי מנחה : פרופ' ראול רבינוביץ תקציר : גישה חדשה לחיבור שדה שמש PVגדול לרשת החשמל מוצעת בספרות כדי לשפר נצילותם ושימושם .הפרויקט יחקור יתרונותיה וחסרונותיה ביחס לגישות אחרות מקובלות בספרות. כמוכן ,ייחקרו מצבי המתמיד והמעבר של המערכת .PV 14 שם הפרויקט : מימוש רשת אד-הוק לנתונים לטלפונים מבוססי אנדרואיד מספר הפרויקט : p-2012-007 סטודנטים : אופיר סויסה מנחה : ד"ר חיים פרמוטר תקציר : מטרת פרוייקט זה הינה מימוש ויישום רשת ניידת ,מרובת משתמשים ,אלחוטית המתקשרת במצב אד-הוק לצורך העברת נתונים. רשת אד הוק אלחוטית היא רשת אלחוטית מבוזרת .אשר אינה מסתמכת על תשתית קיימת. כיום המכשירים הניידים הם חלק בלתי נפרד מחיינו ,מכשירים אלו בדר"כ מכילים בתוכם את ה ,Wi-Fiכרטיס רשת אלחוטי מבוסס פרוטוקול ,IEEE 802.11פרוטוקל זה מסוגל לעבוד במצב אד הוק .אנו ננצל את שתי העובדות הנ"ל כדי לבנות רשת אלחוטית ניידת מבוססת תקשורת אד הוק. ל Wi-Fiיש טווח שידור מוגבל מאוד )~ ] 140מ'[ בחוץ ~ ] 40מ '[ בבית( והוא יכול לתפקד רק כקשר ישיר בין שתי צמתים .לכן ,כדי ליצור רשת אד הוק ניידת אלחוטית בקנה מידה גדול דרושה שיטה חדשה לניתוב המידע בין המשתמשים המרוחקים. קיימות מספר שיטות ניתוב שפותחו עבור רשת מסוג זה .רוב הפיתוחים של פרוטוקולי ניתוב נעשו על ידי ארגון בשם .IETFלמימוש הרשת בפרוייקט שלנו בחרנו להשתמש בפרוטוקול הנקרא .DYMO במסגרת הפרוייקט ניצור ספרייה מוכנה עבור ג'אווה שיודעת לתת מענה לתצורת הרשת האחלוטית ,לגודלה ולשינויים בלתי צפויים במבנה שלה .הספריה צריכה לעבוד מול שכבת ה networkולהיות שקופה לשאר השכבות מעליה. כדי ליישם את הפרויקט הזה נשתמש בשפת התכנות .JAVAג'אווה יכולה לרוץ על מערכות הפעלה שונות ,והיא תומכת בפעולות תעבורה ברשת .יתר על כן ,ג'אווה מהווה בסיס לתכנות בסביבת אנדרואיד ,ולכן נוכל לאחר מכן ליישם רשת מסוג זה על טלפונים חכמים מבוססי אנדרואיד מבלי לדרוש שינויים משמעותיים בתוכנית. סוג זה של רשת שימושי עבור תרחישים שונים כגון מקומות ללא תשתית קיימת )איים נטושים ,מדינות עולם שלישי וכ'ו( ,במקרה של אסון טבע )כאשר התשתית הקיימת נהרסה(. בתרחישים הנ?ל ,רשת מסוג זה עשויה להיות גורם מכריע עבור פעולות חיפוש והצלה .בנוסף ניתן גם להטמיע את האפשרות להקמת רשת אד הוק בתוך משחקים )המאפשרים משחק מרובה משתתפים( ,או בכל יישום לשיתוף מידע בין משתמשים. 15 שם הפרויקט : חקר ההשפעה של מתח קבוע ופולסים על תהלכי הזדקנות של טרנזיסטורים אורגניים מספר הפרויקט : p-2012-008 סטודנטים : עמית ריבנסון יוחאי רווח מנחה : ד"ר רפי שיקלר תקציר : בימינו קיים ביקוש הולך וגדל לטרנזיסטורים אורגנים זאת בשל מספר תכונות ,כגון יכולת ייצור המוני ,מחיר נמוך ,גמישות החומר ע"ג אפליקציות שונות ,הספק נמוך וחומרים מתכלים .למרות יתרונותיו ,תפקודו של הטרנזיסטור האורגני נפגע לאורך זמן ובתנאים שונים. כמו כן חומרים חדשים שמתגלים וטכנולוגיות יצור חדישות ומדויקות טרנזיסטורים אורגנים בעלי מאפיינים שונים ,לכן יש לעמוד על הטרנזיסטורים כל הזמן. יותר ,יוצרות טיב ויכולות בשונה מטרנזיסטורים אנאורגניים ,שלמשתמש ישנה ספרייה מסודרת עם כלל התכונות הרלוונטיות של הטרנזיסטור ,לטרנזיסטורים אורגניים לא קיימת ספרייה כזו .כחלק מיצירת אבן פינה לספרייה כזו עבור טרנזיסטורים אורגניים ,מטרתנו בפרויקט היא מדידת הפרמטרים שמשפיעים על תהליכי הזדקנות הטרנזיסטור בעת הפעלת ממתחים בתדרים שונים, מתן המלצות כיצד להשתמש בטרנזיסטור על מנת להאריך את זמן החיים שלו ובנוסף נבדוק כיצד שינוי פרמטר בתהליך הייצור ישפר את זמן חיי הטרנזיסטור. 16 שם הפרויקט : ממוש תוכנתי של תקשורת אד-הוק מספר הפרויקט : p-2012-009 סטודנטים : רז קופמן אלעד רייכמן מנחה : ד"ר חיים פרמוטר תקציר : כיום על מנת לתקשר ולהעביר מידע מסוג כלשהוא בין שני מכשירים אנו נדרשים להתחבר לרשת עוטפת כלשהיא בין אם רשת האינטרנט או הרשת הסלולארית ,ולמעשה אם באופן זמני אין גישה לסוג רשת עוטפת שכזו המכשיר לא נוכל להשתמש במכשיר לצורך העברת מידע. הפרוייקט יעסוק במימוש רשת תקשורת אד הוק ) ( ad hoc -על פלטפורמה של סמארטפונים באמצעות תוכנה. נשתמש ברשת זו להעברת אותות דיבור- VoIP . רשת אד הוק מתוך ויקיפדיה: רשת אד הוק ) - ( Ad-Hoc מכשירים- מצב המתאר רשת בלתי מנוהלת שבה כל הצרכנים) מחשבים , סלולאריים התומכים בפרוטוקול וכן הלאה (מתקשרים בינם לבין עצמם ללא תשתית מאורגנת . כל אחת מהתחנות עשויות לשדר באותו זמן אך היות שכולן מממשות את הפרוטוקול ,הפרעות הדדיות נמנעות ברובן. למעשה פרויקט זה יתבצע תוך כתיבת אפליקציה לסמארטפון התאפשר לשני מכשירים סלולאריים או יותר לתקשר אחד עם השני באופן עצמאי ,כלומר ללא תלות בשום רשת אחרת )סלולארית או אינטרנט ( וללא תשתית מאורגנת. אנו נתמקד בהעברת אות דיבור בין שני מכשירים באמצעות תדרי ה , Wifi ,אשר יאפשרו העברת מידע לטווחים של 50מטר בקירוב ואשר מכשיר הסמארטפון כבר יודע לעבוד עימם. הקו המנחה עבורנו בפרויקט הינו ליצור אפליקציה אמינה ,בעלת אפשרות להעביר מידע לטווח גדול ככל האפשר ונוחה למשתמש ,שתוכל להשתלב כבר בסוף שנה זו בתוך מכשיר סמארטפון. 17 שם הפרויקט : רשת אד הוק -חרום מספר הפרויקט : p-2012-010 סטודנטים : שלומי רוזוליו מנחה : ד"ר חיים פרמוטר תקציר : לפי נתוני הלמ"ס ,עד חודש 08.11אירעו בישראל 1011תאונות דרכים שבהם נפגעו 1979 בני אדם ,הצורך בפתרון שיוריד מספר זה גדול מתמיד .הדרישה היא לפיתוח מערכת אשר תשתמש בטלפון סלולרי חכם כבסיס חומרתי ,אשר על גביו תפותח אפליקציה . אפליקציה זו תנצל את החומרה הקיימת על מנת ליצור מערכת תקשורת אד-הוק ,מערכת תקשורת הנועדת למטרה ספציפית זו ,אשר תקשר ישירות שני מכשירים סלולריים ותעביר מידע כאשר מתרחשת קריאת מצוקה ע"י אחד הגורמים . קריאת המצוקה תקרא במכשיר האחר ותתורגם לאיתות למשתמש על מצוקת המשתמש הראשון. מטרת הפרויקט היא לנסות להשתית תקשורת סמויה לטובת בטיחות בדרכים. 18 שם הפרויקט : רשת אד-הוק דיבור לפלטפורמות שונות מספר הפרויקט : p-2012-011 סטודנטים : עמית רום מנחה : ד"ר חיים פרמוטר תקציר : הפרויקט המוצע הינו יצירת רשת תקשורת אד הוק ניידת להעברת מידע בין Smartphones )טלפונים "חכמים" ,ספציפית iPhoneו Galaxyלמטרת הפרויקט(. רשת אד הוק )מלטינית – למטרה מסוימת ,ספציפית( ניידת הינה רשת חסרת תשתית של מכשירים ניידים אשר מחוברים ביניהם בצורה אלחוטית. כל מכשיר הינו עצמאי בפעולתו ויודע "לדבר" עם מכשירים אחרים באמצעות פרוטוקול ה .(IEEE 802.11) WiFi מטרת הפרויקט הינה לממש את הרשת לעיל על מנת ליצור תקשורת נטולת תשתית חיצונית בין שני מכשירים תומכים. תיאורטית ,מידע אשר יועבר בין המכשירים איננו מוגבל פורמט; ניתן יהיה להעביר, לדוגמא ,קבצי מידע מחד ואות קולי )דמוי ,VoIPאשר מועבר על תשתית ה (WiFiמאידך. תת מטרה של הפרויקט הינה לבדוק היתכנות להעברת מידע בין שני Smarthphonesבעלי מערכות הפעלה שונות )ספציפית iOSו .(Androidוהיה והדבר אפשרי ,יש לנסות ולתמוך בכך ,או לחילופין להכין תשתית מתאימה ליישום עתידי. 19 שם הפרויקט : חישה דחוסה לשחזור עצמים מוסתרים על-ידי שימוש בהולוגרמה פרנל לא קוהרנטית מספר הפרויקט : p-2012-012 סטודנטים : יובל גלעד דור קופ מנחה : פרופ' יוסף רוזן ד"ר אדריאן שטרן מר יאיר ריבנסון תקציר : משחר ההיסטוריה האדם חיפש דרכים להביט דרך אוביקטים ולראות מה נמצא מאחוריהם. פנטזיה זו חדרה לתרבות האנושית כמעיין סוג של מדע בדיוני ובאה לידי ביטוי בסרטים וספרות כאנשים בעלי יכולות על טבעיות. בשנה האחרונה החל מחקר על ידי מנחי הפרויקט ,המראה כי ניתן לראות אובייקטים מוסתרים חלקית על ידי הקלטת הזירה באמצעות הולוגרפית פרנל ושיטה חדשה הנקראת "חישה דחוסה" ).(Compressive sensing-CS CSמתבססת על העובדה כי הזירה המצולמת מכילה הרבה מידע יתיר ,דבר שתחת תנאים מסויימים מאפשר לצלם תמונות ברזולוציה גבוהה עם חיישן בעל מעט פיקסלים ,בעוד הולוגרפית פרנל מאפשרת לנו להוציא מידע לגבי החלק המוסתר של האות על ידי ניתוח פאזת האור הפוגע בחיישן.לשם כך נעשה שימוש במחקרים עדכניים שהראו שיטות לביצוע רישום הולוגרמה לא קוהרנטית על ידי מערכת אופטית פשוטה יחסית המשתמשת במצלמה דיגיטלית רגילה (SLM (spatial light modulator,ומספר מועט של רכיבים אופטיים. מחקרים קודמים עסקו בניתוח גופים מוסתרים על ידי הולגרפית פרנל קוהרנטית דבר שהיה דורש משדר אור קוהרנטי כמו לייזר שהביא איתו חסרונות רבים כמו למשל :מחיר,דרישה ליציבות המערכת ,חוסר יכולת לשדר למרחק גדול )אפליקציות בהדמאת גרמי שמיים( ,ועוד. בפרויקט זה ,נחקור שימוש בהולוגרפית פרנל לא קוהרנטית על מנת לשחזר גופים מוסתרים חלקית ,דבר שיהווה פתרון פורץ דרך בתחום הדמאת עצמים מוסתרים חלקית .הפרויקט הזה בא להמשיך את דרכו של הפרויקט הקודם בו הצליחו לרשום הולוגרמה קוהרנטית שלמה של גוף מוסתר .הצלחה בפרויקט יכולה להביא לאפליקציות בתחומים כמו :טלסקופיה ,בטחון ,רפואה ועוד. 20 שם הפרויקט : זיהוי שינויים בתמונות היפרספקטרליות מספר הפרויקט : p-2012-013 סטודנטים : אהוד אילן דורון גלבוע מנחה : פרופ' סטנלי רוטמן תקציר : מטרת הפרויקט היא זיהוי שינויים משמעותיים בין זוגות של תמונות רב מימדיות שנלקחו בזמנים שונים. שינויים משמעותיים הם למשל הופעה או היעלמות של אובייקט ,להבדיל משינויים שאינם משמעותיים כמו שינוי בתאורה או בהצללה. התמונות הרב מימדיות שנעבוד איתן הן תמונות היפרספקטרליות ומידע ממכ"ם. אנחנו בוחנים מספר אלגוריתמים לזיהוי השינויים ,ב 3 -גישות :גישה נקודתית )שינוי בפיקסל ספציפי( ,לפי חלוקה לאריחים שרירותיים )שינוי אזורי( ולפי סגמנטציה של התמונה לפי קווי המתאר שלה. 21 שם הפרויקט : סיווג מידע היפרספקטרלי מספר הפרויקט : p-2012-014 סטודנטים : אשרת מזרחי אריאל בירנבאום מנחה : פרופ' סטנלי רוטמן פרופ' דן בלומברג תקציר : חיישנים היפרספקטלים הינם גירסה חדשנית של חיישנים אופטיים ,שאוספים ספקטרום מכל נקודה בזירה .הנתונים שהם אוספים ניתנים להצגה כמערך תלת מימדי או כ"קוביה" בה הרוחב והגובה מייצגים קואורדינטות מרחביות )פיקסלים( ,והעומק מייצג את אורך הגל או ה"פס הספקטרלי" )של החיישנים(. על ידי ניצול העובדה שחומרים שונים מחזירים ,סופגים ופולטים קרינה אלקטרומגנטית בדרכים המושפעות מצורתם ומהמבנה המולקולרי שלהם ,מידע היפרספקטרלי יכול לשמש לאפיון וזיהוי כל חומר באופן חד משמעי. במהלך עיבוד המידע ההיפרספקטרלי נדרש לעתים תכופות לבצע סיווג ,תהליך המשייך לכל פיקסל מחלקה )סיווג קשה( או מספר מחלקות ,שכל אחת מהן מלווה במספר המציין את כמות החומר באותו פיקסל )סיווג רך(. סיווג מונחה הוא שיטת סיווג המבוססת על מידע אפריורי הקרוי ,training dataומכיל פיקסלים מתויגים. סיווג מונחה למחצה ,מבצע את הסיווג תוך ניצול מידע הטמון בכל הפיקסלים בתמונה ,ולא רק באלו המסווגים. אנו נממש סיווג קשה מונחה ומונחה למחצה של תמונה היפרספקטלית. תחילה נממש באמצעות מטלאב מספר אלגוריתמי סיווג מוכרים. לאחר מכן נבחן את ביצועי האלגוריתמים השונים ,נשווה ביניהם וננסה לאפיין את המקרים עבורם כל אלגוריתם אופטימלי. על סמך תוצאות אלו ובמטרה להשיג סיווג טוב יותר ,ננסה לפתח מסווג אופטימלי המאחד את מוצאי המסווגים השונים. 22 שם הפרויקט : פתרונות זמן אמת עבור שדות שמש PVגדולים מבוססים על חישובים מוקדמים. מספר הפרויקט : p-2012-015 סטודנטים : יוסף אסף מלכה גיא מנור מנחה : פרופ' ראול רבינוביץ תקציר : אנרגיית תאי שמש הינה מקור אנרגייה חשוב עקב היותה נקייה ,לא מזהמת ובלתי נדלת .על מנת לנצל את האנרגייה הזו בצורה מיטבית ,כלומר ביעילות מקסימלית ,יש לתכנן ולחשב את אופן חיבור מערך תאי השמש. שדה שמש PVגדול יכול לכלול אפילו אלפי פנלים סולריים ,הרבה פעמים ברמות קרינת השמש )הצללה( וטמפרטורה שונות מפנל לפנל .כמוכן ,יש מאמרים שמציעים הפעלת שדות שמש PV גדולים על ידי שינוי חיבורי השדה בזמן אמת .הסימולציה אמורה להתבצע בחלקיק של שנייה ,כאשר האופיין החשמלי הלא-ליניארי של הפנל משתנה ותלוי בערכים הרגעיים של קרינת השמש וטמפרטורה על כול פנל ופנל ולשנות את תצורת החיבור בהסתמך על חישובים שבוצעו מראש. הפרוייקט יציע מערכים חשמליים שונים לחיבור תאי שמש ) שדה פוטו-וולטאי(ושיטות לתיכנון וחישוב תוך שמירה על נק' הספק מקסימלית .החישובים יבוצעו ע"פ תכנון תיאורטי וימומשו בזמן אמת. 23 שם הפרויקט : גילוי מטרה נקודתית בתמונות היפרספקטרליות -בחירת פסים מספר הפרויקט : p-2012-016 סטודנטים : שחר בר אורי בס מנחה : פרופ' סטנלי רוטמן פרופ' דן בלומברג תקציר : תמונה היפרספקטראלית מכילה מידע בתדרים רבים .ניתוח המידע של תמונה היפרספקטרלית נעשה ע"י ניצול תכונות החומרים של שיקוף ,בליעת ופליטת אנרגיה אלקטרומגנטית ,באורכי גל ספציפיים ובדפוסים ייחודיים הקשורים בהרכב המולקולרי שלהם. במחקרים קודמים ,נמצא כי אלגורתמים לגילוי מטרות יכולים לשפר את ביצועייהם באמצעות בחירה ספציפית של ערוצים .שיטה זו ,מורידה את הנטל החישובי ומשפרת את תוצאות האלגוריתמים כאשר החתימה הספקטרלית של המטרה מכילה סטייה. אנו רוצים לייעל את בחירת הערוצים על ידי יצירת שיטה לקביעת כמות הערוצים ואורכי הגל שלהם. אנחנו מבצעים ניתוח מתמטי על מנת למצוא את המספר האופטימלי התיאורטי של הערוצים. לאחר מכן נציג שיטה לבחירת אורכי הגל המתאימים .לבסוף ,ננתח את התוצאות ידי בדיקתן על נתונים אמיתיים וסינתטיים ונדון בהבדלים. היישומים של מחקר זה יאפשרו יצור גלאים מדויקים יותר וזולים יותר ,על ידי הקטנת נטל החישוב וכמות החומרה. 24 שם הפרויקט : מערכת דימות תלת ממדית מבוססת מצלמה בודדת למטרת עקיבה אחר דמויות בזירה טבעית מספר הפרויקט p-2012-017 : סטודנטים : גלעד בומשטיין גלעד פונדק מנחה : פרופ' יוסף רוזן מר ברק כץ תקציר : בפרויקט זה נפתח מנגנון דימות ייחודי ,המבוסס צילום ממצלמה סטנדרטית בודדת ,המסוגל לשערך את מיקומם של אנשים הנעים בזירה טבעית גם כאשר בסביבה עצמים סטטיים מסטירים. מלבד יכולת המנגנון לשערך בזמן אמת את המרחק מהמצלמה והמיקום האמיתי של האנשים במרחב ברמת דיוק גבוהה ,ניתן לשערך גם את גובה האובייקטים הנצפים בזמן אמת. 25 שם הפרויקט : נסיון שדה עם מערכות שמש PV מספר הפרויקט : p-2012-018 סטודנטים : משה בן-ארי עשהאל דודיאן מנחה : פרופ' ראול רבינוביץ תקציר : אנרגיה סולארית ,שמקורה בקרינת השמש ,היא מקור אנרגיה חילופית ומתחדשת .מתקני אנרגיה סולארית ממירים את הקרינה האלקטרומגנטית שמגיעה מהשמש לאנרגיה תרמית או לחשמל. בשנים האחרונות ישנה מגמה לעבור לאנרגיה ירוקה לא מזהמת,חסכונית ולא מתכלה .בארץ ישראל ,איזור "עני" במשאבי אנרגיה עצמיים )נפט,פחם וכו'( ,אבל עשיר בשעות שמש ,לא פלא שנוצרה מגמה של מעבר לאנרגיה סולארית ,אף בעידוד הממשלה )ע"י מתן תמריץ כספי למפיקים חשמל בדרך זו( .ישראל מוציאה כסף רב ברכישת דלקים המניעים כיום את תחנות הכוח בארץ ,שימוש באנרגיה סולארית תחסוך למדינת ישראל כסף רב. ב 20-שנים האחרונות זינק מחירו של הנפט בכ 700%עקב חוסר יציבות פוליטית בעולם והחלשות הדולר .הנפט מהווה כרבע מתצרוכת העולמית בשוק האנרגיה ,עקב הידלדלות הנפט בפרט ,ושאר המשאבים העיקריים מהם מופקת אנרגיה בעולם ,ובנוסף להגברת המודעות העולמית להתחממות כדור הארץ ,מודל מוצלח להפקת אנרגיה חשמלית מאנרגיה סולארית יהווה גורם תחרותי מכריע בשוק הגלובלי. עקב ההספק הגבוה של קרינת השמש על פני כדור הארץ יש לטכנולוגיית תאים פוטוולטאים פוטנציאל להפוך למרכיב משמעותי בשוק האנרגיה העולמי. את האנרגיה הסולארית ניתן לנצל ישירות ,או לאגור באמצעות אוגרים למיניהם ,ולהשתמש באנרגיה מאוחר יותר במידת הצורך ,למרות שבאמצעים הטכנולוגים שנפוצים כיום ,לא אוגרים חשמל ,אלא מה שמופק מיד ינוצל. הטכנולוגיה הפוטוולטאית נכנסה לשוק באמצעות חוות אנרגית השמש ,ועל גגות של בתי מגורים. 26 שם הפרויקט : קידוד מפתחי עבור דימות דחוס מספר הפרויקט : p-2012-019 סטודנטים : רן מור איציק אוהב ציון מנחה : פרופ' יוסף רוזן ד"ר אדריאן שטרן מר יאיר ריבנסון תקציר : חישה דחוסה Compressed Sensing (CS) -הינה תיאוריה הינה תיאוריה חדשה המאפשרת לשחזר באופן מדויק אותות או תמונות אשר נדגמו בתדר נמוך בהרבה מתדר ,Nyquistזאת בניגוד לתיאוריה הדגימה של . Nyquist & Shannonתיאורית החישה הדחוסה מתבססת על ההנחה שקיים ייצוג דליל ,תחת בסיס כלשהו ,עבור מחלקה גדולה של אותות טבעיים. התיאוריה מעניקה שיטות לשחזור תמונה בכושר הפרדה גבוה מתמונה בכושר הפרדה נמוך - סופר רזולוציה ,בחירת פוקוס סלקטיבי לאחר הצילום וכן יישומים נוספים. קידוד מפתחי ) (coded apertureהיא שיטה הנמצאת בשימוש בתחומי ההדמיה והאסטרונומיה ובה משתמשים בצילום דרך מפתח מקודד ,כלומר כזה המכיל מספר חורים ולא רק אחד ,מה שנותן מידע רב יותר עבור כל נקודת דגימה בחיישן .לאחר הפעלה של אלגוריתמים שונים ניתן למשל להשתמש במידע הדחוס והמקודד שהתקבל על מנת לשחזר את התמונה ברזולוציה גבוהה יותר מרזולוציית הדגימה המקורית. לאחרונה החלו להשתמש בשיטה זו לאפליקציות של דימות דחוס )חישה דחוסה(. בפרויקט זה נבחן שימוש בקידוד מפתחי עבור דימות דו מימדי ,ונבדוק האם ניתן על-ידי אמצעי שניתן לייצר בקלות רבה כמו מפתח מקודד ,לקבל תמונות בחדות טובה בהרבה מאלו של מצלמה קונבנציונאלית ,ללא שינוי בחיישן או במרכיבי המצלמה. 27 שם הפרויקט : בנית מודל תלת -מימדי מבוסס על מידע ממקור אווירי בזמן -אמת מספר הפרויקט : p-2012-020 סטודנטים : מיכל רוזנר מנחה : פרופ' הוגו גוטרמן תקציר : התפתחות תחום עיבוד התמונה בשנים האחרונות מקנה אפשרויות עיבוד מידע בזמן אמת. שילוב יכולת זו עם מצלמות המותקנות על כלים אוטונומיים אוויריים וקרקעיים ,מאפשר יכולות איסוף מידע ועיבודו בזמן אמת .מטרתו העיקרית של פרויקט זה הינה יצירת מידע תלת מימדי על בסיס מידע ויזואלי דו -מימדי .בנית המודל התלת -ממדי יעשה תוך שימוש במספר אלגוריתמים לעיבוד תמונה וללא הרחבה של החומרה הקיימת .האלגוריתמים ירוצו DSPשיותקן על כלים אוטונומיים .עיבוד התמונה יתבצע על גבי בזמן-אמת על מעבד הכרטיס ,לאחר עיבוד התמונה ניתן יהיה לשלוח את התמונה המקורית יחד עם המודל שנבנה דרך רשת אלחוטית לתחנה קרקעית ולשמור את המידע לשימוש עתידי. 28 שם הפרויקט : היתוך מידע מתמונות ומד טווח לייזר לשיפור ראייה תלת מימדית מספר הפרויקט : p-2012-021 סטודנטים : עדי אשל גדי להב מנחה : פרופ' הוגו גוטרמן מר יובל נחמדי תקציר : אחת הטכנולוגיות העיקריות המשמשת לבניית תמונה תלת-ממדית ,מבוססת על צילום סטריאו, טכנולוגיה המספקת יכולת טובה יחסית ולכן גם נעשה בה שימוש נרחב בתחומים מגוונים. עם זאת ,שימוש בטכנולוגיה זו לוקה בחסרונות כגון :עומס חישובי רב וזמני עיבוד גדולים ומכאן הקושי להשתמש בטכנולוגיה זו לצרכי .real-timeכמו כן ,קיים קושי להתמודד עם עצמים בעלי טקסטורה אחידה או תבנית חוזרת. כניסתה של טכנולוגיה חדשה מסוג TOFבשנים האחרונות ,מאפשרת התמודדות עם חלק מהבעיות שהוזכרו ,אך מתאפיינת בבעיות אחרות כגון :רזולוציה נמוכה וקושי בהתמודדות עם רעשים כגון :תנאי תאורה והחזרים של האור. בפרויקט זה נעסוק בבניית תמונה תלת-ממדית ,תוך היתוך המידע המתקבל הן מזוג מצלמות הסטריאו והן מיחידת ה ,TOF-לקבלת תוצאות טובות יותר מאלו שיתקבלו עבור כל אחד מהסנסורים בנפרד. 29 שם הפרויקט : גילוי מטרה נקודתית בתמונה היפרספקטלית -שימוש במסנן היתוך מספר הפרויקט : p-2012-022 סטודנטים : מתן גולדמן ירון הרץ מנחה : פרופ' סטנלי רוטמן פרופ' דן בלומברג תקציר : תמונות היפרספקטרליות מצולמות על ידי מצלמה מיוחדת המסוגלת לצלם באורכי גל רבים, בתחום הנראה ומחוצה לו .בתמונות אלו קיימת אינפורמציה רבה יותר מאשר בתמונות רגילות ) . (RGBאחד השימושים הנפוצים והיעילים בתמונות היפרספקטרליות הינו גילוי מטרות נקודתיות ,לאפליקציה זו שימושים צבאיים ואזרחיים כאחד .גילוי מטרה נקודתית בתמונה היפרספקטרלית מתבצע באמצעות אלגוריתמים המנתחים את החתימה ההיפרספקטרלית של כל פיקסל )כלומר – וקטור מידת בהירות האור הנקלט בסנסור המצלמה באורכי גל שונים( ביחס לחתימה היפרספקטרלית רצויה )כאשר אנו מחפשים מטרה מוכרת( או ביחס לרקע )כאשר אנו מחפשים אנומליה ואין לנו מידע א־פריורי על המטרה(. בהינתן תכונות סטטיסטיות של הרקע ו/או של המטרה ניתן להתאים גלאי איכותי לזירה המצולמת .אולם ,בהינתן מידע א־פריורי חלקי בלבד יש צורך לשערך פרמטרים של הרקע ושל המטרה ,הפתרון המקובל לבעיה מסוג זה הינו גלאי ה־ GLRTבו בוחרים את הפרמטרים שימקסמו את הסתברות ההיופטזות ב־ .Likelihood Ratioבשיטת ההיתוך מוצעת גישה שונה לפתרון בעיית שערוך הפרמטרים ,בה במקום לבחור את הפרמטרים שימקסמו את ה־Likelihood ,Ratioהגלאי המתקבל הינו איחוד של כל הגלאים עם כל הפרמטרים האפשריים .גלאי ההיתוך שימומש וייבחן בפרוייקט זה הינו גלאי המבוסס על מאמרו של פטר בג'ורסקי מ־.RIT במאמר זה הציג בג'ורסקי את גלאי ה־ MaxMinאשר מהווה היתוך של מספר מסננים בסיסיים באמצעות גישה מתמטית חדשה. 30 שם הפרויקט : מציאת הקשר בין מבני חלבונים לסדרות רב מימדיות של חומצות אמינו מספר הפרויקט : p-2012-023 סטודנטים : רועי ברדה רוטל קט מנחה : פרופ' סטנלי רוטמן פרופ' דן בלומברג תקציר : חלבונים מורכבים ממבנים של חומצות אמינו ,ניתן להניח כי ניתן למצוא קשר בין סוג מסויים של מבנה פיסי של חלבון ,לסדרת חומצות האמינו המרכיבות אותו )מבחינת סידורם(. אנו נסתכל על סדרת חומצות האמינו המרכיבות את החלבון כוקטור רב -מימדי ובעזרת טכניקת אנליזה היפרסקטראלית ,ננתח את המידע הנ"ל וננסה לקבוע את המבנים הקיימים )מבחינה פיסית(. 31 שם הפרויקט : ניתוח מידע מולטי-ספקטראלי מחישה מרחוק להערכת מאפייני יערות מספר הפרויקט : p-2012-024 סטודנטים : עידו צמח אוריאל אליהו מנחה : פרופ' סטנלי רוטמן פרופ' דן בלומברג תקציר : מידע אודות מאפייני יערות משמש באופן שוטף גורמים שונים בעולם העוסקים בתחום ניהול יערות ,ביניהם רשויות האמונות על פיתוח ושמירה על יערות ,שירותי כבאות וחברות בתעשיות הנייר בעולם. המידע הדרוש לגורמים אלו הינו רב ומגוון וכולל בין היתר סיווג ומיון סוגי צומח ביער ,מידע אודות מבנה היער ברמת היער כולו וברמת העצים המרכיבים אותו ,הערכת נזקים לעצים ,הערכת כמות החומר ביער אשר עלול לשמש כחומר בעירה בשריפות וכדומה. אמצעי חישה מרחוק משמשים שנים רבות להערכת מאפייני יערות .מחקרים רבים נכתבו בתחום מיפוי מבנה יערות על בסיס העצים האינדיבידואלים המרכיבים אותו ואף פותחו מספר שיטות למציאה אוטומטית של מתווה כותרות עצים ביערות מתוך תמונות מחישה מרחוק. אלגוריתמים ממוחשבים למציאת מתווה כותרות עצים באופן אוטומטי מאפשרים קבלת תוצרים בצורה מהירה ,מדויקת וללא צורך בפענוח אנושי.בפרויקט זה נממש שני אלגוריתמים שהוצעו במחקרים קודמים למציאה אוטומטית של מתווה כותרות עצים מתוך תמונות בעלות רזולוציה מרחבית גבוהה ,נבדוק השפעת פרמטרים שונים על ביצועי האלגוריתמים ונשווה ביניהם, ולבסוף נבחן אפשרויות לייעול ושיפור האלגוריתמים. 32 שם הפרויקט : מעבד הספק לגנרטורים טרמואלקטרים מספר הפרויקט : p-2012-025 סטודנטים : לי ברוד מנחה : פרופ' שמואל בן-יעקב תקציר : תכנון ובנית ממיר לקצירת אנרגיה מגנרטור טרמואלקטרי. מטרת הפרויקט היא בניית ממיר הספק המסוגל לעבוד עם מתחים נמוכים 0בתחום 0.5ולט( וזרמים גבוהים )בתחום 50אמפר ( בכניסה ,ולהמיר למתח גבוה יותר )בתחום 25ולט(. המערכת תתוכנן עבור אלמנט תרמו אלקטריהמפיק מתח חשמלי נמוך כתלות במפל הטמפרטורה עליו. 33 שם הפרויקט : הקטנת מתח בחיבור משותף על ידי בקרת זרם מספר הפרויקט : p-2012-026 סטודנטים : רמי קומרניצקי תום שלו מנחה : פרופ' ראול רבינוביץ תקציר : ממירי ( Pulse Width Modulation)PWMנהיים פופולאריים מאוד בשימוש במערכות מונעות מנוע עקב שיפור היעילות ,הביצועים ובקרה )קונטרולבליות( שלהם .כאשר תדירות המיתוג עולה ,מתרחשות בעיות הנצפות במוליכי גל דוגמת אנטנות ומיכשור רדיו ,בעיקר קיבולים מצומדים )הניתנים להזנחה בתדירויות נמוכות( הגורמים לזליגת זרם ,רעש אלקטרו-מגנטי, ,shaft voltageונזק למנוע. בפרוייקט זה נציג שיטה לבקרת זרם על מנת להקטין את המתח חיבור משותף ) common mode (voltageהמירבי של ממיר תלת פאזי באפליקציות של מהירויות מנוע משתנות .ירידה זו במתח תביא להקטנת הבעיות הנובעות מתדר גבוה. מקטינה את מספר המיתוגים לכל מחזור ,ומשפרת את צורת הגל בהשוואה השיטה המוצעת לבקרי היסטרזיס מסורתיים. 34 שם הפרויקט : מערכת לזיהוי עצמים בזמן אמת עבור כלי טיס אוטונומי מספר הפרויקט : p-2012-028 סטודנטים : זוהר צובוטרו יוחאי יאגדנוב מנחה : פרופ' הוגו גוטרמן מר אילן זוהר תקציר : לאחרונה ,לאור התקדמות הטכנולוגיה ,ישנה דרישה רבה למערכות אוטונומיות .דהיינו הפועלות עצמאית ללא התערבות אנושית .הצורך במערכות כאלו בא מתוך ההבנה כי ישנם פעולות אשר יכולות להתבצע בצורה הרבה יותר מדויקת ומהירה ע"י מחשב ולא ע"י בן אדם. עם האספקט הנ"ל ,בא הרעיון של כלי טייס בלתי מאוישים ,אשר יכולים להטיב ולהקל בהרבה יישומים אזרחיים כגון :איסוף מידע באזורי סיכון ,הצלת בני אדם וכיבוי אש בלתי מאויישת .וכמובן יישומים צבאים כמו :איסוף מודיעין בצורה שקטה ,שימוש כמטרה מוטסת, ותקיפת יעדים. עם הצורך לכלי טייס כאלה ,בא הצורך למערכות המדמות טייס ,וביניהן :מערכת בקרה תעופתית ,מערכת לזיהוי עצמים .מימוש ופיתוח מערכות אלו בעזרת מחשב ,הינה משימה מורכבת ,הדורשת כוח חישובי חזק במיוחד כאשר יש דרישה שמערכות אלו יעבדו בזמן אמת , .Real Time מטרת הפרויקט הינה לפתח מערכת לזיהוי עצמים אשר תורכב על מסוק אוטונומי זעיר. המערכת תדע לזהות נקודות עניין דרושות על עצמים ,לדוגמה ,משטח נחיתה ? נייח או בתנועה .בנוסף ,המערכת תצטרך לדעת לחשב את מרחק היעד מהכלי טיס וגובה כלי הטייס ביחס למשטח הנחיתה ועל ידי זיהוי פרמטרים אלו ,חישובים והתמרות מתמטיות נוכל לתת פקודות לבקר המסוק אשר יבצע עקיבה ,טיסה ונחיתה ראויה על מטרה נעה .פעולות המערכת צריכות להתבצע בזמן אמת .לכן יש להתחשב במשקל הכלי ,בגודל התוכנה ,כמות הזיכרון הדרושה לביצוע המשימות ,מספר החישובים הנדרש לביצוע האלגוריתם והגבלות החומרה איכות ומהירות הצילום של המצלמה וכמובן עוצמת המעבד. המטרה הסופית היא לממש את האלגוריתם והמערכת שתיכתב על רכיב ה Gumstixאשר מורכב ממעבד ,DSPוניכר בכוח חישובי חזק ,קטן ממדים וצריכת חשמל נמוכה. 35 שם הפרויקט : דימות פרוסות מתוך עצם תלת ממדי באמצעות מנגנון צילום מבוסס שתי מצלמות מספר הפרויקט : p-2012-029 סטודנטים : רות סבג אלעד מתתיהו מנחה : פרופ' יוסף רוזן מר ברק כץ תקציר : מערכות לזיהוי תנועות גוף בצורה תלת מימדית נמצאות בחזית הטכנולוגיה ,ומשמשות ליישומים מגוונים – ממשחקי מחשב ועד לצרכים ביטחוניים. במערכות הקיימות כיום בשוק ,נעשה שימוש בהטלת אור מיוחד )למשל ,לייזר( אל הזירה וניתוח החזרתו .כך ,לדוגמא ,במצלמת ה ,Time of Flight -מחשבים את הפרש הפאזה וכך מזהים את מיקום הגוף ותנועותיו .השימוש בטכנולוגיות אלה יוצר מגבלות שונות על המערכת .ראשית ,יש צורך במצלמות מיוחדות ,היקרות משמעותית ממצלמה אופטית רגילה. בנוסף ,תדירות האור מאפשרת למערכת לפעול רק בטווחים קצרים )לדוג' ,במצלמת ה ,TOF הזירה מוגבלת ל 7.5-מ'( ,מכיוון שרזולוציית המצלמה למרחקים ארוכים מוגבלת ,דבר המביא לחוסר דיוק בדימות עצמים. בפרויקט שלנו ,נשתמש בהארה פסיבית ,כלומר באור הקיים כבר בזירה ,בין אם אור יום או תאורה חשמלית .כמו כן ,המצלמות בהן נשתמש הן יחסית פשוטות ולא יקרות .נשאף לבצע את הניתוח בזמן אמת ,על ידי חישובים פשוטים. בפיתוח המערכת נשתמש בטכניקה שפותחה בפרויקט קודם] [14וחוסכת זמן עיבוד :תחילה נרכוש את תמונת הזירה הריקה ,נחשב את מידותיה וניצור עבורה מפות עומק .כעת ,כאשר נצלם דמות בתוך הזירה ,כל שיוותר הוא לבצע חיסור רקע בין הזירה הנוכחית לזירה הריקה, ולאחר מכן להלביש את התמונה שהתקבלה על מפות העומק .נקבל תמונה ממנה נוכל לזהות, בעזרת חישובים פשוטים ,את מיקום הרגליים של הדמות ,ועל פיו לחשב את גובה הדמות .זאת תוך התייחסות לאילוצים כגון הסתרות ,צל ותאורה משתנה .לצורך שיטה זו ,השתמשו בפרויקט הקודם במצלמה אחת הממוקמת מעל הזירה. בפרויקט זה ,לאחר שליטה בטכנולוגיית הצילום התלת מימדי וזיהוי מיקום הדמויות וגובהן ,נשלב במערך מצלמה נוספת ,ונפתח מנגנון בעל פוטנציאל לזיהוי המיקום התלת- מימדי של איברים שונים בגופו של האובייקט הנצפה ,כגון רגליים וידיים .בשלב ראשון, נחשב באמצעות המצלמה העליונה את גובה הדמות ,כפי שהסברנו .נתון זה יועבר למצלמה השנייה ,אשר תחלק את הדמות ל"פרוסות" רוחביות ,ותעניק לכל "פרוסה" )ולמעשה ,לכל נקודה בדמות( את גובהה המשוערך .כל שנותר כעת הוא לזהות התאמה בין כל הנקודות במרחב בשתי המצלמות ,ולמצוא את מיקומה התלת-מימדי על פי גובהה .זאת נבצע באמצעות המצלמה הראשונה ,בתהליך הופכי לזה שתיארנו בפסקה הקודמת )בשלב הראשון חישבנו את גובה הדמות על פי מיקומה ,וכעת נחפש את מיקומה של כל נקודה על פי גובהה(. אחד מהאתגרים השונים הצפויים לנו בתהליך יישום המערכת הינו ביצוע טרנספורמציה בין התמונות המתקבלות משתי המצלמות ,כך שנוכל לזהות את אותו חלק בדמות כפי שהוא מתקבל בשתי התמונות ,המצולמות מזוויות שונות. 36 שם הפרויקט : פיתוח שיטה לגילוי מטרה בתמונות צבעוניות מספר הפרויקט : p-2012-030 סטודנטים : רחלי חיון אסף אסבג מנחה : פרופ' סטנלי רוטמן פרופ' דן בלומברג תקציר : הפרויקט עוסק בטכניקות עיבוד תמונה במגמה לפתח שיטה לקביעת הקונטרסט )ניגודיות( של מטרה כנגד רקע בתמונות צבעוניות. הפרויקט יכלול יישום אלגוריתם לצביעת תמונה בגווני אפור וקביעת היכולת של צופה לגלות מטרה בתמונה המתקבלת .קביעת היכולת תתבצע ע"י ניתוח סטטיסטי של יכולת גילוי המטרה בפועל בתמונות צבועות בסקאלות שונות של צביעה. תוצאות הניתוח הסטטיסטי ייאפשרו בסופו של דבר ליישם את אלגוריתם הצביעה כך שהתמונות ייצבעו בצורה אופטימלית והמטרה תהיה קלה לזיהוי ע"י הצופה. 37 שם הפרויקט : גילוי מטרה נקודתית בתמונות היפרספקטרליות -גילוי אנומנליות מספר הפרויקט : p-2012-031 סטודנטים : נמרוד פאר איליה רזומובסקי מנחה : פרופ' סטנלי רוטמן פרופ' דן בלומברג תקציר : אנחנו נבחן את היכולת לזהות מטרות בעזרת מידע היפרספקטרלי. במדיוק ,אנו נבחן את היעילות של אלגורתמים שונים לאתר מטרות אנומינליות :אנו נעריך את האלגוריתמים רמות קורלציה ספקטרלית של "גילוי שווא". 38 שם הפרויקט : שיערוך ערוץ ב SC-FDMAהמיושם ב LTE מספר הפרויקט : p-2012-032 סטודנטים : מרק ברזניצקי שמשון וישניאק מנחה : פרופ' דב ווליך תקציר : LTEמהווה תקן אחרון של רשתות נידות .ה up-linkמבוסס על .SC-FDMAבהתאם לתקן LTE משודרים אותות מיוחדים ) (pilotsעל מנת לאפשר למקלט לשערך ערוץ .דרוש) :א( להבין מבנה ה ) ,pilotsב( להציע אלגוריתם לשיערוך ערוץ. 39 סימבולים ב SC-FDMAהמיושם ב LTE שם הפרויקט : סנכרון מספר הפרויקט : p-2012-033 סטודנטים : לאוניד מושקוביץ חיים לוזון מנחה : פרופ' דב ווליך תקציר : LTEמהווה תקן אחרון של רשתות נידות .ה up-linkמבוסס על .SC-FDMAבהתאם לתקן LTE משודרים אותות מיוחדים ) (pilotsעל מנת לאפשר למקלט לבצע סנכרון סימבולים .דרוש: )א( להבין מבנה ה ) ,pilotsב( להציע אלגוריתם לסנכרון סימבולים. 40 שם הפרויקט : ניתוח PAPRב SC-FDMAהמיושם ב LTE מספר הפרויקט : p-2012-034 סטודנטים : ערן שניידר יעל גבאי מנחה : פרופ' דב ווליך תקציר : LTEמהווה תקן אחרון של רשתות נידות .ה up-linkמבוסס על .SC-FDMAהיתרון הבולט של טכנולוגיה זו יחסית ל OFDMAהוא ב PAPRנמוך יותר .יחד עם זאת ,בעיית PAPRב SC- FDMAעדיין קיימת .דרוש לנתח את PAPRב SC-FDMAבהתאם לתקן .LTE 41 שם הפרויקט : נצילות של מגבר הספק לינארי קלס Bעבור אותות OFDM מספר הפרויקט : p-2012-035 סטודנטים : עומרי בוזחיש אמיר סלהוב מנחה : פרופ' דב ווליך תקציר : אפנון OFDM הינה שיטת אפנון שימושית להעברת מידע בקצב גבוה מכיוון שלשיטת אפנון זו יעילות ספקטראלית גבוהה ובנוסף ביכולתה להעביר בצורה יעילה אותות שידור במספר נתיבים. אחת הבעיות המטרידות מהנדסים בתפעול מערכות OFDMמסורתיות בתחום הRF- רדיו( הינה ההתמודדות עם יחס הספק שיא-להספק ממוצע )תדרי גבוה מאוד ) .(PAPRעל מנת לעמוד בהספקי השיא הגבוהים דרוש להשתמש במגברי הספק גדולים מבחינת דרישות ההספק שלהם ,כלומר יעילות המגבר תפגע בצורה דרמתית מאחר וצריכת הספק הDC- נקבעת על ידיי הדרגה בה ההספק הוא בשיא. המטרה :למדוד נצילות של מגבר הספק ליניארי כפונקציה של PAPRשל אות .OFDM 42 שם הפרויקט : סינתזת מרחב-פאזה של שדה נפזר בתחום התדר מספר הפרויקט : p-2012-036 סטודנטים : גריגורי אקסלרוד אסף רגב מנחה : ד"ר תימור מלמד תקציר : ופיזור אלומה גאוסית ממפתח בשיטת מרחב-פאזה )ספקטרום הפרוייקט מבצע ניתוח התפשטות מקומי(. לאחר ההגדרה של אלומה גאוסית במפתח ,יחושב השדה המתפשט במרחב בשיטת מרחב ?פאזה. השיטה הינה למעשה שיטת ביניים המשלבת ניתוח ע"י סכימת גלים מישוריים וניתוח ע"י פונקציית גרין. תוך התבססות על שיטת המסגרות ,יוגדר בסיס המרחב ועל פיו תבוצע דיסקרטיזציה של החישוב .כמו כן יופעל אלגוריתם ,אשר באמצעותו יימצא מספר אופטימלי של מקדמים. השדה הנפזר מגוף ממוליך מושלם יחושב בתחום התדר לאחר פרוק TEו TM-של רכיבי השדה האלקטרומגנטי .בכל המקרים תבוצע סימולציה של השדה הנפזר באמצעות תוכנת . Matlab מכיוון והחישוב דורש קביעת פרמטרים נומריים ,כגון תדר דגימה מרחבי ,רזולוציה וכו', תבוצע פרמטריזציה של השדה לפי קריטריונים הנ"ל ותיבחן השפעתם על שגיאת חישוב נומרי תוך השוואה עם פתרונות אנליטיים נבחרים. ממשק גרפי יאפשר קביעת פרמטרים שונים של האלומה ,תווך ,רמת דיוק וכו' 43 שם הפרויקט : מטריצת בטלר ) (Butlerמודפסת להזנת מערך אנטנות ליניארי קווי מספר הפרויקט : p-2012-037 סטודנטים : מנחה : תקציר : גיא וויסמן דניאל הלוי פרופ' ראובן שביט בעידן התקשורת של ימינו הצורך בהעברת אותות רחבי סרט בתדרים גבוהים הולך וגובר .על מנת לשדר את המידע יש צורך ברשת הזנה למערך אנטנות שתעמוד בדרישות אלו .השימוש במערך אנטנות נעשה על מנת להגדיל את כיווניות הקרינה ,וכדי להוסיף גמישות לתכונותיהם של עקומי הקרינה .המערך איתו נעבוד הינו מערך אחיד שבו המרווחים בין האנטנות זהים ,והאות המזין כל אנטנה הוא בעל משרעת זהה והפרש פאזה קבוע ביחס לאלמנט שלידו. בפרויקט זה נרצה לפתח רשת הזנה למערך אחיד .מטריצת בטלר היא אחת משיטות ההזנה ליצירת אנטנה רבת אלומות הסוקרת בו זמנית למספר כיוונים ממערך של קורנים .יתרונה של מטריצת בטלר בכך שכל ההספק מתפצל דרך הרשת ומגיע בפאזות הנכונות למערך האנטנות כך שאין איבוד הספק והניצולת מכסימלית .שימוש אפשרי של המערכת הינו גילוי כיוון על סמך השוואת עוצמות של הגל הנקלט בתפוקות המטריצה. מטרת הפרויקט הינה ליצור מטריצת בטלר בגודל X88ל 8-אלומות ו 8-קורנים ,מודפסת בטכנולוגית מיקרוסטריפ ,ברוחב סרט גדול של GHz10-12.4ובעלת ניחות קטן של כ.dB0.5 - המטריצה תמומש ע"י מצמדים ) (Couplersומסיטי מופע. היתרון בשימוש בטכנולוגית מיקרוסטריפ הוא הרווח בעלות הייצור )זול יותר מטכנולוגיות סטריפליין ומובילי גלים( ,והעובדה שאינו תופס נפח גדול במעגל לעומת הטכנולוגיות האחרות .יתרון נוסף הוא בכך שהמבנה הפתוח של המיקרוסטריפ מאפשר שימוש במעגלים משולבים ) (IC-integrated circuitsבעוד שבטכנולוגיות הסטריפליין ומובילי הגלים הדבר הרבה יותר מסובך. החידוש בפרויקט זה הוא רוחב הסרט הגדול של המטריצה ) (GHz 2.4בשילוב עם ממדי המטריצה ) .(X88מטריצה קטנה יותר ) (X44אמנם זולה ופשוטה יותר למימוש ,אך הביצועים שלה פחות טובים. את בניית הרכיבים והמערכת כולה ,כמו גם את הסימולציות נבצע בעזרת התוכנה .ADS עבודתנו מבוססת על מחקרים קודמים העוסקים בתחום רשתות הזנה בדגש על מטריצת בטלר בטכנולוגית מיקרוסטריפ. 44 מקטב לעקיבת קיטוב ליניארי עבור אנטנות סורקות שם הפרויקט : מספר הפרויקט : p-2012-038 סטודנטים : נעם רום מנחה : פרופ' ראובן שביט מר יניב ישראלי מר יהודה גרין תקציר : אלתא ,ל"א מכ"מ ואביוניקה במערכות תקשורת העובדות בקיטוב ליניארי בהן אחת האנטנות משנה את האוריינטציה כלפי השנייה ,ישנו צורך לשמור על הקיטוב הליניארי בין 2האנטנות לכל מיקום בהן הן נמצאות במרחב .דרך יעילה לעשות זאת היא ע"י הוספת מקטב לפני אחת מהאנטנות ,שיסובב את הקיטוב בצורה הנדרשת .על המקטב לשמור על מאפייני האנטנה )רוחב סרט ,זוויות סריקה, הפסדי מעבר נמוכים(. עקיבת קיטוב ליניארית יכולה להיות מבוצעת ע"י מקטב מסוג .Meander-lineמקטב זה יוצר הפרש פאזה של 180מעלות בין שני וקטורים אורתוגונאליים של השדה החשמלי ובכך מסובב את הקיטוב הליניארי .סיבוב המקטב ביחס לאנטנה שולט על האמפליטודה והכיוון של שני הוקטורים האורתוגונאליים ,ולכן ניתן ליצור במוצאו כל קיטוב ליניארי שיידרש .יתרונות מקטב זה הן רוחב סרט רחב ,הפסדי מעבר נמוכים ונוחות הייצור. מטרת הפרויקט היא לתכנן מקטב מסוג זה ,שיעמוד בפרמטרים של דף המפרט עבור אנטנת phased-arrayבעלת קיטוב ליניארי הסורקת במישור אזימוט. 45 שם הפרויקט : בניית מודל תלת ממדי בזמן אמת בעזרת ראיה סטראוסקופית מספר הפרויקט : p-2012-039 סטודנטים : ניר חרחס יובל אסיף מנחה : פרופ' הוגו גוטרמן מר יובל נחמדי תקציר : לכלי רכב אוטונומיים תהיה חשיבות רבה בעתיד הקרוב הן בתעשייה הצבאית והן באזרחית. חלק בלתי נפרד מתכנון הרכב הוא בניית מודל תלת מימדי בזמן אמת למטרת ניווט הרכב. לשם כך נשתמש ב) Stereo visionראיה סטראוסקופית( באמצעות שתי מצלמות המותקנות על הרכב .מטרתנו היא לקבל את המודל האיכותי ביותר בזמן הקצר ביותר על ידי שימוש באלגוריתמים אופטימליים ובשיטות ההתאמה המתאימות. השיטה תתבסס על הראיה האנושית שהיא ראיה סטראוסקופית ? שתי מצלמות המרחוקות ביניהן מרחק מסויים ובזווית מסוימת זו מזו .בעזרת התאמת התמונות של שתי המצלמות ,לדוגמא באמצעות קרוס קורלציה בין הפיקסלים ,נמצא את מפת העומקים ונבנה מודל תלת מימדי בזמן אמת. לשיפור התהליך נעזר בפלט של מצלמת ה TOFאשר נותנת מפת עומקים בעזרת שליחת קרן לייזר ומדידת הזמן עד חזרתה. 46 שם הפרויקט : סיווג אוטומטי של מנחים בבדיקות אולטראסאונד לב )אקו( מספר הפרויקט : p-2012-040 סטודנטים : דמיטרי שניידר נאגי סרחאן מנחה : פרופ' הוגו גוטרמן תקציר : בדיקת אולטרא סאונד לב שגרתית מכילה כ 50-קליפים ותמונות של הבדיקה הנלקחים ממנחים )חתכים( שונים .פענוח הבדיקות נעשה על-פי רב ע"י רופא מומחה בצורה איכותית או בצורה כמותית באמצעות סימון ידני של האזורים בלב אותם מעוניינים למדוד. עם ההתפתחות של שיטות אוטומטיות לפענוח הבדיקות התפתח הצורך בזיהוי אוטומטי של המנחים השונים על מנת לאפשר הפעלה אוטומטית מלאה של המערכת ברקע. יש לפתח מערכת )אלגוריתם( אשר באמצעותה ניתן לזהות באופן אוטומטי את המנחים השונים בתמונות שבבדיקה ולחלק אותן לשלושה סוגים של מנחים : מנח 4חדרים. מנח 2חדרים. אחר . המערכת מחזירה את סוג התמונה או הקליפ . 47 שימוש יעיל של קבל סרט דק בממיר PVחד-פאזי על ידי ניתוק שם הפרויקט : מספר הפרויקט : p-2012-041 סטודנטים : עאמר ג'בראין מנחה : פרופ' ראול רבינוביץ תקציר : ההספק הפעיל. ניתן להגדיל את האמינות ואת אורך החיים של ממיר PVע"י החלפת הקבלים האלקטרוליטיים בקבלי סרט דק .בקבלי סרט היחס נפח לקבול הוא נמוך ,לכן החלפה ישירה היא יקרה מאוד ,במיוחד עבור ממירים חד-פאזיים . הוצע בספרות מעגל פעיל שעובד כמתאם בין חיבור DCשל ממיר PVלבין קבל אגירת אנרגיה נוסף .המתח בקבל אגירת האנרגיה יכול לעלות בהשוואה לקבל של חיבור ה , DCומאפשר עוד שימוש יעיל באנרגיה האגורה ובכן הפחתה מסיבית בקבול המותקן הכללי . אנו יכולים למצוא יישומים מיוחדים ומבטחים במודל המשולב של ממיר , PVכי יש לנו יעילות גדולה ו טופולוגיות זולות הסובלות מקבלים אלקטרוליטיים גדולים שמקצרים את אורך החיים . המאמר דן בכמה סכימות שונות -אפשריות ? של מעגלי ניתוק .התוצאות של הסימולציות ישמשו כדי לדון בשיטות הבקרה המוצעות .גם נתון לנו תוצאות של ניסויי יעילות המשוות בין מערכת עם קבלים אלקטרוליטיים לבין מערכת עם קבלי סרט . 48 שם הפרויקט : פיזור תלוי זמן בשיטת ספקטרום לוקלי מספר הפרויקט : p-2012-042 סטודנטים : עמיחי בן-נון יובל גלוזמן מנחה : ד"ר תימור מלמד תקציר : ספקטרום הפרוייקט מבצע ניתוח של פיזור של שדה תלויי זמן ממפזר ממוליך מושלם בשיטת לוקלי ע"י גאוסית ממפתח(. לאחר ההגדרה של אלומה אימפולסיבית במפתח ,יחושב השדה המתפשט במרחב בשיטת מרחב פאזה. השיטה הינה למעשה שיטת ביניים המשלבת ניתוח ע"י סכימת גלים מישוריים אימפוסיביים וניתוח ע"י פונקציית גרין תלויית זמן. תוך התבססות על שיטת המסגרות ,יוגדר בסיס המרחב ועל פיו תבוצע דיסקרטיזציה של החישוב .כמו כן יופעל אלגוריתם ,אשר באמצעותו יימצא מספר אופטימלי של מקדמים וינותחו הפרמטרים השונים הקשורים לשיטה ולתופעות הגלים בהתאם להגדרת הגוף המפזר. 49 שם הפרויקט : בניית תמונה תלת מימדית מוידאו ממבט קרקע בזמן אמת מספר הפרויקט : p-2012-043 סטודנטים : אייל נוקד נמרוד הרשקו מנחה : פרופ' הוגו גוטרמן תקציר : ליישומים רבים ,אזרחיים וצבאיים ,מודלים תלת מימדיים שימושיים יותר מתמונות וסרטי וידאו דו-מימדיים רגילים .המטרה המרכזית של הפרויקט היא לפתח מערכת אוטומטית בזמן אמת לבניית תמונה תלת מימדית מקטעי וידאו בסביבה עירונית .בפרויקט זה נשתמש בקטעי וידאו של אזור עירוני אשר הוקלטו ע"י 4מצלמות המותקנות על גבי רכב. תהליך בניית המודל התלת מימדי מחולק לארבעה שלבים: U בשלב הראשון ,קטע וידאו דו מימדי רציף נוצר מחיבור קטעי וידאו ממצלמות שונות ,בדרך כלל במרווחי זמן של מספר שניות. U U בשלב השני ,המודל התלת מימדי נוצר על ידי שימוש באלגוריתם .האלגוריתם מחבר מידע ע"י היתוך פריימים עוקבים מקטעי וידאו דו מימדיים ,כל שכל פיקסל במודל התלת מימדי מוגדר ע"י וקטור המכיל קואורדינאטות ,כיוון ,ומידע על צבע הפיקסל מקודד ב.RGB- U U U U בשלב השלישי מתבצעת אינטרפולציה מתמטית על המודל מכיוון ויש גורמים רבים שמפחיתים מאיכות התמונה כמו רזולוציה נמוכה ,מריחה בתמונה ,יציאה מפוקוס וכו' .פגיעה זו באיכות התמונה מוצגת לרוב כחורים במודל התלת מימדי .על מנת להפחית את האפקט למינימום ,מתבצעת אינטרפולציה על מערך המידע של המודל התלת מימדי וכך מתקבלת תמונה חלקה ונטולת חורים. בשלב האחרון נבצע אינטגרציה של כל המודלים התלת מימדיים מקטעי הזמן השונים שעברו אינטרפולציה ונקבל מודל תלת מימדי אחד מקיף. U 50 לימוד וזיהוי מחוות גוף מתוך סרט וידאו שם הפרויקט : מספר הפרויקט : p-2012-044 סטודנטים : דורון בלומשטיין איתי צדיק מנחה : פרופ' הוגו גוטרמן מר אמיר אגוזי תקציר : בפרויקט זה אנו נעסוק בזיהוי* ולימוד** של תנועות שונות שמבוצעות ע"י גוף האדם, כאשר נתמקד בתנועות ידיים .המערכת תקבל קובץ וידאו רגיל ) (RGBועומק של משתמש יחיד, ותדע ללמוד ולזהות מתוכם את תנועות הגוף. * זיהוי – מערכת שקולטת תנועות גוף מתוך סרט וידאו ובסופו של תהליך מזהה את התנועה או התנועות שבוצעו מתוך מאגר התנועות )לקסיקון( שהמערכת למדה קודם לכן. ** לימוד – הקניית היכולת למערכת ללמוד תנועת גוף חדשה ע"י הדגמה בודדת )קובץ וידאו(. בפרויקט זה אנו ניקח חלק בתחרות – ChaLearn Gesture Challengeתחרות שמאורגנת ע"י קבוצת ChaLearnומסובסדת ע"י חברת Microsoft 51 שם הפרויקט : עקיבה אחרי נקודה ההספק המרבי של פנלים PVסולריים וחיבורם לרשת ההספק על ידי ממיר חד-דרגתי . DC-TO-AC מספר הפרויקט : p-2012-045 סטודנטים : אהוד סאיג ארז עוז מנחה : פרופ' ראול רבינוביץ תקציר : פנל סולרי PVמזין את ההספק ה DCשלו לרשת ACעל ידי ממיר .DC-TO-ACמתח היציאה AC של הממיר יכול להשתנות רק באופן קל סביב ערך RMSקבוע .לעומת זאת ,מתח הכניסה של הממיר שהוא DCומוזן על ידי הפנל הסולרי יכול להשתנות בין גבולות די רחבים בגלל שינויים בקרינה וטמפרטורה של הפנל .יתר על כך ,הספק הכניסה של הממיר הוא , DCכאשר הספק היציאה שלו המוזן לרשת ההספק הוא ACומורכב מהספק פעיל וביל. גם כן ,הממיר DC-TO-ACהחד דרגתי אמור להבטיח הפעלת הפנל בנקודת העבודה של הספק מרבי .הפרויקט יחקור את הפתרונות האפשריים לבעיה זאת וינסה ליישם אחד מהם. 52 מימוש אלגוריתם לבניית פסיפס פנוראמי מרצף של תמונות במערכת זמן אמת. שם הפרויקט : מספר הפרויקט : p-2012-046 סטודנטים : דוד עמית קונסטבלר מנחה : ד"ר שלמה גרינברג ד"ר אורן עזר תקציר : אלביט מחשבים ,מער' הדמייה יצירת תמונת פסיפס פנוראמית מרצף של תמונות הינו נושא מחקר חשוב מאז יצירת הצילום הדיגיטאלי ,בתחילת שנות ה .70-תמונה כזו מאפשרת מבט רחב יותר על "העולם" המצולם ונותנת רזולוציה גבוהה יותר מאשר תמונה בודדת. פיתוח האלגוריתם ליצירת תמונת פסיפס פנוראמית דורש התחשבות במספר סוגיות קריטיות, כגון :רגיסטרציה בין התמונות ,הטלה על מישור "העולם" וטרנספורמציה של התמונות לפני הלבשתן אחת על השנייה ,פיצוי על עיוותי עדשה ,תיקוני פרלקסה ועוד. קיימות כיום מערכות אוטומטיות המאפשרות לבנות תמונת פסיפס פנוראמית ,offlineאך מטרת הפרויקט היא ליצור מערכת כזו שתפעל בזמן אמת. בחירת האלגוריתם המתאים תלויה באופי המערכת ,בפרויקט זה נתמקד במערכות סורקות ומיוצבות. הפרויקט יחולק לארבעה שלבים: זיהוי אפיון ובחינת אלגוריתמים מובילים בעולם מול האלגוריתמים הקיימים באלביט. בחירת אלגוריתם מוביל ופיתוח מדגים ב MATLAB -לצורך בדיקת ביצועים. בניית ארכיטקטורה אופטימאלית למימוש על פלטפורמת .Real Time 53 שם הפרויקט : כרטיס לכידה ודחיסת אות וידאו מרובה סטדנרטים מספר הפרויקט : p-2012-047 סטודנטים : עומר פוקס מנחה : פרופ' הוגו גוטרמן תקציר : כרטיס הדוחס אות וידאו באבחנה גבוהה ,לפורמטים שונים ,כגון H.264וMpeg 4 -ומשדר אותו באופן רציף למחשב דרך כבל תקשורת.הכרטיס ידחוס וידאו בזמן אמת ,כאשר יש שליטה על מאפיני איכות הקידוד.בנוסף לכך יתחבר לכרטיס משדר GPSומערכת אינרצאלית התיתן אינפורמציה לגב מיקום וזוית המצלמה.אינפורמציה זאת תשולב על גבי קובץ הוידאו בהתאמה. 54 שם הפרויקט : איפיון פוטומוליכות בננו-חוטים מוליכים למחצה מספר הפרויקט : p-2012-048 סטודנטים : גיא טובול בועז שיקלר מנחה : ד"ר אילן שליש תקציר : המטרה היא אפיון התלות של המוליכות החשמלית בהארה בננו-חוטים מוליכים למחצה .לשם כך ידרש: יצור של נגדי ננו-חוט בודד .1 מדידה של ספקטרום הפוטומוליכות של ההתקן .2 הבנת התלות של ההולכה באור .3 55 שם הפרויקט : חישוב מקבילי ומבוזר לגליון חישוב אלקטרוני, מספר הפרויקט : p-2012-049 סטודנטים : דניס גרויסמן טל בנך מנחה : ד"ר שלמה גרינברג ד"ר גיא תל-צור תקציר : פיתוח אופציה לחישוב מקבילי ומבוזר לגליון חישוב אלקטרוני ,CALC ,של Open Office )הדומה לאקסל של מיקרוסופט( .שימוש בתוכנת קוד-פתוח על מנת למקבל מספר פונקציות בתוכנה כך שעבור המשתמש החישוב המקבילי יבוצע באופן שקוף בעזרת אשכול מחשבים שירוץ ברקע. 56 שם הפרויקט : שערוך תנועת מצלמה על סמרטפון מספר הפרויקט : p-2012-050 סטודנטים : ארז פרחן רותם יעקבי מנחה : ד"ר רמי חג'ג' תקציר : בפרויקט זה נספק פתרון לעקיבה ויזואלית אחר חפצים עבור אנשים עיוורים -בעזרת טכניקות ראייה ממוחשבת .כלומר ,המחשב יחליף את מקומה של התפיסה הוויזואלית האנושית. עבור המשתמש ,ייעודו העיקרי של פרויקט זה הוא מתן האפשרות לבחור אובייקט מתוך הסביבה המקיפה אותו לטובת עקיבה .לאחר מכן הוא יקבל הכוונה אל עבר האובייקט. הפתרון ימומש על פלטפורמת טלפון חכם מבוסס מערכת ההפעלה "אנדרויד". 57 שם הפרויקט : ורפיקציה של PGסלקטיבי באמצעות SSRPGואנליזה פורמלית מספר הפרויקט : p-2012-051 סטודנטים : איליה קוניקוב מנחה : ד"ר שלמה גרינברג מר ארז מנור תקציר : צריכת הספק היא נושא קריטי בתכנון שבבים בשנים האחרונות .צריכת הספק סטטית במצב בו המערכת אינה פעילה היא אחד הנושאים המרכזיים בתחום זה Power Gating .היא טכניקה שמנסה להתגבר על זרמי הזליגה אשר נגרמים מהירידה המתמדת בגודלם של רכיבים מבוססי טכנולוגיית .CMOSמימושים שונים של שיטת Power Gatingדורשים מקום נוסף רב על השבב, וכן גורמים לסיבוכים בתכנון המערכתSelective State Retention Power Gating . ) (SSRPGהיא טכניקה שפתוחה כדי להוריד את "עלות" השטח הגבוה של שיטות אלה .לצד נושאי התכנון ,שימוש ב Selective Power Gatingגורם לאתגרים רבים בנושא הוריפיקציה. הפרויקט עוסק ביצירת מודל לביצוע וריפיקציה ברמה מערכתית ,עבור מערכת עם Selective .Power Gatingהפרויקט חוקר את עקרונות האינטראקציה בין שני מודולים במערכת ,על ידי עקרונות של אנליזה פורמאלית אשר פותחו כחלק משיטת .SSRPGהמטרה היא ליצור פלטפורמה שתסייע להגדיר עקרונות אלו ,ובהמשך לתרגם אותם ל Assertionsאשר יוכלו לעבור תהליך וריפקציה על ידי כלי וריפקציה פורמאלית. 58 שם הפרויקט : סינכרון ברשת LTE מספר הפרויקט : p-2012-052 סטודנטים : אלעד מרגלית מנחה : ד"ר חיים פרמוטר תקציר : עם מרוצת הזמן והתפתחות הטכנולוגיה ,מתפתחות אפליקציות רבות הדורשות העברת כמויות גדולות של מידע בצורה אלחוטית ומהירה ,למשל הזרמת וידאו בזמן אמת או הורדת קבצים במהירות גבוהה .תקן ה LTE -או בשמו המלא 3GPP Long Term Evolutionהוא המענה הטכנולוגי העדכני ביותר לדרישה זו .תקן ה LTE -הוא השלב הבא בהתפתחות הדורות של הרשתות הסלולריות ומייצג הלכה למעשה את המושג -הדור ה 4-של רשתות הסלולר .מעבר לתמיכה במהירויות העברת נתונים גבוהות )עד כ 150Mbps-בצד ה Downlink-ו 75Mbps-בצד ה ,Uplink-תוך שימוש בסכמות שידור ,(MIMO 2x2יתרונותיה של רשת ה LTE-מתבטאים בתמיכה בהרבה משתמשי קצה לכל תא סלולרי ,זמן השהייה קצר במיוחד ) (~10msוהתבססות על ארכיטקטורת IPהן בצד משתמש הקצה והן בצד תחנת הבסיס. תקן ה LTE-תומך ב FDD (frequency division duplexing)-וגם בTDD (time division - ) ,duplexingבמספר רוחבי סרט שונים וניתן לעבודה בפרוסות תדר רבות בספקטרום ,החל מ 700Mhz-ועד ל 3.5Ghz-בעתיד. רשת ה LTE-בנויה מתחנות בסיס הפזורות במרחב ,תחנת הבסיס נקראת – ,ENodeBבעוד שמכשיר הקצה נקרא .UEבכל תחנת בסיס קיימים 3תאים ,כאשר כל תא מיועד לכסות כ120- מעלות מהמרחב הפיסי .התאים יכולים לעבוד בתדרים זהים או שונים אחד מהשני בהתאם להגדרות הרשת. כמו בכל רשת סלולרית אחרת ,תהליך חיפוש התא ) (Cell Searchוהתחברות אליו הינם בעלי חשיבות מכרעת שכן לפני ביצועם לא ניתן להעביר מידע בין יחידת הקצה ותחנת הבסיס. במהלך תהליך ההתחברות מתבצע גילוי הפרמטרים של ערוץ התקשורת ותחנת הבסיס ,למשל תדר שידור ) (frequencyומספר התא ) ,(cell IDושל תזמון חבילות המידע ).(Timingפרמטרים אלו חשובים מאוד בכל רשת אלחוטית ,אולם רשת ה LTE-המבוססת OFDMהחשיבות גדולה יותר שכן האורתוגונליות בתדר תיהרס במידה והסנכרון לא יהיה מושלם .מידע נוסף הנאגר בזמן ההתחברות לתא הינו מידע לגבי מאפייני התא הספציפי כמו רוחב הפס ,מספר אנטנות השידור ופרמטרים נוספים )מידע זה מופיע ב.(MIB – Master Information Block- מטרת הפרויקט היא לפתח אלגוריתם לביצוע התחברות לרשת LTEתוך התבססות על סיגנלי הסנכרון של הרשת (PSC – Primary Synchronization Signal & SSC – Secondary ) ,Synchronization Signalבכדי להשיג תוצאות טובות במונחי רגישות לרעש ,זמן ואיתנות. 59 שם הפרויקט : מערכת להזנת אנרגיה חשמלית לרשת מספר הפרויקט : p-2012-053 סטודנטים : סרגיי יקושבסקי דמיטרי וילנסקי מנחה : פרופ' שמואל בן-יעקב תקציר : מטרת פרויקט זה היא תכנון ובניית ממיר ממותג המאפשר הזנת אנרגיה לרשת החשמל ממקורות כמו תאים סולריים ,תחנות כוח וכד'. 60 שם הפרויקט : רובוט אוטונומי בסביבה צפופה מספר הפרויקט : p-2012-054 סטודנטים : רומן באול דניאל פלסטון מנחה : פרופ' הוגו גוטרמן מר יובל נחמדי תקציר : ישנו צורך ברור בפיתוח טכנולוגיה ,של תנועה במרחב הומה אדם/מכשולים ,העובדת בזמן אמת ובאופן עצמאי .יצירת רכבים או רובוטים היכולים לעבוד באופן אוטונומי בסביבה הומה יכולים לתרום רבות לחיי היום יום. לשם כך יש צורך בפיתוח אלגוריתם יעיל ,מהיר ובעל יציבות רבה על מנת לאפשר תנועה חלקה של הרובוט או הרכב האוטונומי .פיתוח זה יכול לשמש בתחומים רבים ונרחבים ,החל מרובוט המנקה לבד מקומות ,רובוט שיכול לעבוד בסביבה בה בני אדם לא יוכלו להימצא, ואף שימוש בתור רובוט ריגול בתעשייה צבאית. בפרויקט זה נפתח אלגוריתם מתקדם שיאפשר למפות מבנים סגורים ממבט על לצורך התמצאות הרובוט במרחב בו אין קליטה ל .GPS-נפתח בנוסף אלגוריתם אשר ידע למצוא את מיקום הרובוט ביחס לנקודת ההתחלה שלו ע"י מצלמה מיוחדת. 61 שם הפרויקט : זיהוי ציר חדר שמאל בלב מבדיקות אולטראסאונד לב )אקו( מספר הפרויקט : p-2012-055 סטודנטים : רן בדנס מרדכי קדוש מנחה : פרופ' הוגו גוטרמן תקציר : אב"ג בשיתוף עם חברת דיאקרדיו בע"מ פועלות יחדיו לפיתוח מוצר שמטרתו למכן את פעולת ניתוח בדיקות אולטרא סאונד לב .זאת על מנת לאפשר לקרדיולוגים לקבל את אחד הנתונים החשובים ביותר לצורך זיהוי ואבחון בעיות ומחלות לב ,יחס הפליטהEF-Ejection ) . .(Fraction בדיקת אולטראסאונד לב מכילה קליפים של הבדיקה הנלקחים ממנחים )חתכים( שונים .בחתכים מסוימים ,עקב קשיי הדמיה מתקבלות בדיקות בהן ציר החדר לא נמצא במרכז התמונה .עם ההתפתחות של שיטות אוטומטיות לפענוח סרטי הבדיקות ,נוצר הצורך בפתוח שיטה שאינה רגישה למיקום וסיבוב ).(rotation and translation בפרויקט נפתח מערכת אשר מחשבת זווית ומיקום של הציר המרכזי של חדר שמאל בלב ביחס למישור התמונה .הפיתוח ייעשה בשלב ראשון על גבי פלטפורמת Matlabבאמצעות ארגז הכלים הנרחב הקיים בה לעיבוד תמונה .מטרתנו להגיע לזיהוי זווית הציר בלמעלה מ90%- מהמקרים .בשלב שני ,ימומש האלגוריתם בשפת C++לצורך עבודה בזמן אמת וישולב במערכת הקיימת. 62 שם הפרויקט : הדמית גופים מפזרים בשיטות מרחב פאזה מספר הפרויקט : p-2012-056 סטודנטים : בר שורץ איל ניר מנחה : ד"ר תימור מלמד תקציר : בפרויקט יפותח וייושם אלגוריתם להדמיית גופים ע"י שימוש באלומות גאוסיות ואימפולסיביות .טכניקה זו מאפשרת הדמיה של גופים גדולים במונחי אורך גל ,טכניקה שלא קיימת היום. 63 מכלול חומרה מתקדם בעל יכולת לעיבוד תמונה בזמן אמת המשלב שם הפרויקט : מספר הפרויקט : p-2012-057 סטודנטים : רועי הלוחם יניב מזרחי מנחה : פרופ' הוגו גוטרמן מר אילן זוהר תקציר : מערכת אינרציאלית מובנת כלי טיס אוטונומיים זוכים לעניין הולך וגובר בתחומים טכנולוגים שונים, ביישומים אזרחיים וצבאיים .בין השימושים במישור הצבאי של כלי טיס אוטונומיים: איסוף מודיעין ותקיפת יעדים. בין השימושים במישור האזרחי :איסוף מידע באזורי סיכון ,מתן ליווי ועזרה בפעולות שיטור ,אבטחה וכיבוי שריפות. התפתחות יכולת העיבוד מהווה אבן דרך ביצירת מכונות אוטונומיות בעלות "אינטלגציה" ויכולת קבלת החלטות בזמן אמת. בפרוייקט זה נממש את הקושחה עבור מסוק בלתי מאויש מרובה מנועים. המערכת תכלול מערך חיישנים אינרצילים ,כרטיס עיבוד אותות ספרתי ,מצלמה ומיקרו בקר שאליהם ימומשו מנהלי ההתקן עבור כל המערכת. 64 שם הפרויקט : מדידה זמנית של התפלגות המטען בזכרון פלאש אורגני מספר הפרויקט : p-2012-058 סטודנטים : אשר כהן וזה תומר יוסף מנחה : ד"ר רפי שיקלר תקציר : כיום ,קיימת התעניינות רבה בפיתוח התקני זיכרון אורגניים אשר מושכת הן את האקדמיה והן את התעשייה .השאיפה היא שהתקנים אלה יוכלו לעבוד בטמפרטורות נמוכות ,תוך שילוב מאפיינים של אי-נדיפות ,מהירות גבוהה ,צפיפויות גבוהות ,הספק נמוך ועלויות נמוכות. התקנים אלה בעלי מצבי מיתוג שונים מבוססים על אחסון מטען במבנה של ) MISמתכת-מבודד- מוליך למחצה( ו .OTFMTs) Organic thin film memory transistor) -חשוב כי הפיתוח של OTFMTsיהיה יציב ואמין על-מנת שנוכל להבדיל ולהפריד בין תהליכי הפעולה השונים )כתיבה/מחיקה( להתקן הזיכרון .הגישה המרכזית לייצור התקנים אלה היא על-ידי בניית מלכודות מטען של ננו-חלקיקים עשויים זהב המשובצים בגבול המוליך למחצה-מבודד )ראה איור( .כאשר פולס מתח שלילי מסופק לשער ,חורים מועברים מהתעלה אל שכבת הננו-חלקיקים דרך המוליך למחצה .תהליך טעינה זה מייצר שדה חשמלי פנימי בכיוון ההפוך למתח השלילי המסופק .כתוצאה מכך ,דרוש מתח שער יותר שלילי על-מנת לפתוח את הטרנזיסטור המביא להזזה שלילית יותר במתח הסף .מצב זה מתאר "כתיבה" .באופן דומה ,כאשר פולס מתח חיובי מסופק לשער ,החורים שמאוחסנים בננו-חלקיקים נפלטים לתעלת הטרנזיסטור ואז מתח שער שלילי קטן יותר נדרש כדי לפתוח את הטרנזיסטור .מצב זה מתאר "מחיקה". לאחרונה ,מחקרים הראו כי הזיכרון נשמר במשך שישה חודשים בתנאי ואקום .לעומת זאת, בתנאי מעבדה הזיכרון נשמר פחות מיממה. מטרת הפרוייקט היא למדוד תלות זמנית של התפלגות המטען המאוחסן בזיכרון פלאש אורגני ולבחון את המגבלות הטכנולוגיות. 65 שם הפרויקט : יישום גישה של SSRPGבתכנון מעגלי VLSIבהספק נמוך מספר הפרויקט : p-2012-059 סטודנטים : אדי-דוד ביסמוט יבגני קריאולנסקי מנחה : ד"ר שלמה גרינברג תקציר : השפעת ההספק הסטטי במעגלים אלקטרוניים נהיית דומיננטית יותר ויותר ככל שמימדי היצור קטנים .לכן הפחתת ההספק הסטטי הופך עם השנים לחלק אינטגרלי בתכנון וייצור מעגלים אלקטרוניים .לפי נתוני מפת הדרכים הטכנולוגית הבינלאומית עבור מוליכים למחצה ) ,(ITRSעם השנים רמת הצריכה של ההספק הסטטי גדלה ואף מתקרבת ומשתווה לרמת ההספק הדינאמי הנצרך .בטכנולוגית , C-MOSהדרך הטובה ביותר להפחתת ההספק הסטטי היא ניתוק מתח הספק במצב הסטטי ) (PG-power gatingושמירת המידע הרלוונטי על מנת לחזור לפעולה תקינה לאחר החזרת המתח .לשיטה זאת חיסרון בדמות הספק דינאמי מבוזבז לצורך שמירה ושחזור המידע שב .flip-flopsשיטת ) SRPG(state retention power gatingנותנת פתרון לחיסרון זה .הרעיון העיקרי בשיטה זאת הוא לשמור את מצב ה flip flop’sבתאי זיכרון בעלי הספק סטטי נמוך ובכך ההספק הסטטי הכולל של המערכת יורד .חיסרון לשיטה זו הוא הגודל הפיזי של הרכיב שגדל משמעותית. בפרויקט שלנו נתמקד בגישת ,(Selective SRPG) SSRPGשיפור שיטת ה .SRPGבגישה זו מקטינים את כמות תאי SRPGעל ידי כך ששומרים רק חלק מה .flip flop’sה flip flop’s שנשמרים הם חיוניים להמשך עבודה תקינה של המערכת לאחר חזרתה מ .PGעד עכשיו למימוש שיטת ה SSRPGהיינו צריכים לנתח רכיב קיים ולהחליט על עוגנים שבהם ניתן להכניס את המערכת למצב של ,PGכל זאת בהתאם לשיטת העבודה וייעוד הרכיב הקיים .השיקולים בבחירת עוגנים אלו נבעו משתי פרמטרים עיקריים שהם :אחד ,הזמן שלוקח למערכת להגיע לעוגן שבחרנו והשני זה כמות ה FF'sשאנו מחויבים לשמור כדי לאפשר פעולה תקינה של המערכת מבלי לאבד מידע .לכל רכיב היינו צריכים להחליט על עוגנים בהתאם לאפליקציה .לדוגמא, רכיב שמטרתו העיקרית היא מהירות עבודה ,בחירת העוגנים התבצעה תוך כדי מתן דגש לכניסה מהירה למצב PGולפיכך התפשרות על כמות ה FF'sשאנו מחויבים לשמור. 66 שם הפרויקט : מדידה של תהלכי הזדקנות בתאי שמש אורגניים מספר הפרויקט : p-2012-060 סטודנטים : מעיין לוי זיו אלפרוביץ מנחה : ד"ר רפי שיקלר תקציר : תאי שמש הינם התקנים סולריים אשר תפקידם להמיר את האנרגיה המגיעה אלינו מקרני השמש לזרם חשמלי ובאמצעותם ניתן לחסוך שימוש במשאבי טבע כגון :פחם ,נפט ,דלק וגז על מנת להקטין את שיעור פליטת הפחמן הדו חמצני ובכך לייצר אנרגיה בטוחה ונקייה יותר. טיבם של תאי השמש נמדד ע"פ יעילות ,עלות ,זמן חיים ויציבות. תאי שמש יכולים להיות מבוססים על: .1חומרים אנאורגאניים -חומרים אשר אינם מכילים אטומי פחמן או מימן הקשורים זה לזה לדוגמא :סיליקון. חומרים אורגניים -חומרים אשר מורכבים מאטומי פחמן ,מימן. .2 פולימרים -שרשראות ארוכות של מולקולות במבנה מחזורי ,כאשר כל מולקולה היא יחידה המורכבת מאטומי פחמן ,מימן ,חנקן וחמצן. ייצור תאי שמש אנאורגאניים החל בשנת 1976וכיום הם יציבים ובעלי זמן חיים המגיע לאלפי שעות, אך תהליך הייצור שלהם יקר מאוד .כמו כן ,יעילותם של תאי השמש האנאורגאניים )העשויים בעיקר מסיליקון( עומדת על כ 27% -בשנים האחרונות ולא צפויה להשתנות. לעומתם ,ייצור תאי שמש מחומרים אורגאניים \ פולימרים החל ב 1992וכיום מגיעים ליעילות של כ.8%- יעילות זו נמוכה יחסית והמשמעות היא שצריך יותר שטח על מנת לייצר הספק זהה לתא שמש בעל יעילות גבוהה יותר .עם זאת ,ב 5-שנים הבאות יעילותם צפויה לעלות לכ 12% -ובכך יוכלו להוות תחרות לתאי השמש האנאורגאניים. חסרונות גדולים של תאים אורגניים הינם חוסר יציבות וזמן חיים קצר מאוד )כמספר שעות(. מנגד ,התאים האורגניים הינם גמישים ,זולים ,פשוטים לייצור ותהליך ההתקנה שלהם על משטחים הינו פשוט .לכן הגיע הצורך לשפר את יציבותם ואורך חייהם. בפרויקט שלנו נחקור את נושא חוסר היציבות של התאים. מטרות: לייצר תא שמש מבוסס פולימרים. .1 לאפיין את התא שמש מבחינה חשמלית. .2 להבין את הקשר בין החומרים ,המבנה שלהם והפרמטרים החשמליים המאפיינים את התא. .3 במהלך העבודה עם תאי השמש נבדוק את אופן תפקודם בשלבי תהליך ייצור חשמל -כלומר מהרגע שבו נבלע האור בחומר ועד לרגע בו נמדד זרם חשמלי מההתקן. ע"י למידה של אופי החומרים והשפעתם על המבנה הפנימי אשר נוצר ,תוך שילוב הפיזיקה שעומדת מאחורי תכונות הזרם והמתח של התא ,נרצה להבין את תהליכי הדגרדציה המתרחשים בתאי השמש ? דהיינו איך נפגע התפקוד של תאי השמש. באופן זה נוכל להצביע על מנגנון ספציפי אשר בו קורים השינויים ולהגיע לכללי תכנון, מבנים חדשים ,שילוב חומרים שונים שיענו על הצרכים שיביאו לשיפור ביציבות של תא השמש. 67 שם הפרויקט : קודים מעל השלמים המתקנים שגיאות של הפרעות מקומיות בזכרונות פלש מספר הפרויקט : p-2012-061 סטודנטים : אנטולי פלוטניקוב יוגב עמר מנחה : ד"ר משה שורץ תקציר : זיכרונות פלש מרובי רמות מייצגים מידע באמצעות רמות מטען .זיכרונות אלו פגיעים להפרעות מקומיות המעלות את רמת המטען בתאים סמוכים בכמות חסומה .התקני זיכרון נפוצים דורשים שהמידע יאוחסן על פני משטח דו מימדי .כיום ,בהתקנים אלו משתמשים בקודים חד ממדים ע"י כריכה של הקוד החד ממדי לדו ממד .החיסרון הבולט של גישה זו הוא שהקוד לא מנצל את המידע האגור בתבניות שגיאה דו ממדיות ולכן לא מסוגל להתמודד עמן בצורה טובה .עם זאת ,פיתוחים טכנולוגיים עדכניים דורשים יכולת תיקון שגיאות גם של תבניות דו ממדיות. ההבדל בין קוד לתיקון שגיאות חד מימדי ודו מימדי מתבהר כשלוקחים בחשבון צרור של שגיאות .בחד מימד ,אנו אומרים שצרור שגיאות באורך nהתרחש אם כל השגיאות מוגבלות ל nמקומות עוקבים .בדו מימד ,קיימים מודלים שונים של תבניות שגיאה .רוב הקודים הדו ממדיים מתוכננים לתקן דבוקה בודדת של שגיאה מלבנית. מטרת הפרויקט לתכנן קוד מעל השלמים המסוגל לתקן שגיאות של הפרעות מקומיות בזיכרונות פלש .קוד זה יהיה מסוגל להתמודד עם שגיאות בתבנית דו ממדית מסוימת בצורה טובה. בנוסף ,על הקוד להיות בעל יתירות מינימאלית. 68 שם הפרויקט : מימוש דוחס קול EVRCעל גבי מעבד ARM11 מספר הפרויקט : p-2012-062 סטודנטים : רומן בודילובסקי שלווה ממיסטולוב מנחה : ד"ר אילן שלום תקציר : פיתוח מקודד דיבור EVRCעל מעבד ARM 11הכוללים הרחבה מוכוונת DSPשל אוסף הפקודות. לימוד מעבד ARM 11הכולל הרחבה מכוונת .DSPהפרויקט כולל לימוד מעמיק של ה ISA -של המעבד ,של מקודדי דיבור ,ופיתוח מקודד דיבור EVRCהמשקף את פרופיל העיבוד הנדרש ביישומי ) VoIPמודול זה ישמש כ .(benchmark -תוצרי הפרויקט הינם קוד אסמבלי אופטימאלי של ה EVRC -על ARM 11כמו כן ,יחושבו מקדמי האצה ,יחס פקודות למחזור שעון ומודל רגישות הביצועים ביחס לגודל זיכרונות המטמון. 69 שם הפרויקט : הערכה של מבטל הד ) (Echo Cancellerאדפטיבי בפסי חסר השהיה מספר הפרויקט : p-2012-063 סטודנטים : איליה פינקלשטיין איתמר ישראלי מנחה : ד"ר אילן שלום תקציר : ביטול הד היא חלק חיוני של כל מערכת התקשורת ובמערכות VoIPבפרט: הד אקוסטי נפוץ במערכות תקשורת מודרניות דיבורית כגון דיבוריות במכוניות ,טלפונים עם רמקולים ,ומערכות שיחות ועידה.ההד נוצר כתוצאה של חוסר בידוד אקוסטי מספק בנתיב בין הרמקול לבין המיקרופון. הד חשמלי )או היברידי( הוא תוצאה של תיאום עכבות בלתי מושלם בהמרה בין קו wire-2 לקו wire-4המתבצעת ברשת הטלפון הציבורית(PSTN). אחד הפתרונות ידועים לבעיית ההד הינה השימוש במערכת סינון אדפטיבית .עם זאת ,במקרים רבים ,כאשר תגובת הערוץ לתדר הינה ארוכה יחסית )כגון ,(ms100השימוש בשיטות סינון אדפטיבי מסורתיות )כמו LMSלמשל( נתקל בבעיות של קצב ההתכנסות איטי וסיבוכיות חישובית גדולה. גישות המשתמשות בסינון אדפטיבי בפסי תדר התפתחו בכדי להתמודד אם אתגרים אלו ,אך הם גם העלו בעיה של השהית עיבוד גדולה למדי ,שאינה מקובלת בחלק מהיישומים ב.VoIP- אחד הפתרונות האפשריים לבעיה זו הינו סינון אדפטיבי בפסי תדר חסר השהיה ,בו מקדמי הסינון מחושבים בפסי תדר ,אך אלו מתורגמים למקדמי מסנן רחב סרט )בפס מלא( .בצורה זו ,נמנעים מתוספת ההשהיה מן המקרה הקודם ,תוך כדי שמירה על היתרונות של קצב ההתכנסות והסיבוכיות הקטנה יותר שנובעים מהעיבוד בפסי תדר. מטרת הפרויקט היא לסקור את הספרות בנושאים הרלוונטיים של סינון אדפטיבי ועיבוד בפסי תדר ,ישום מבטל הד ) (Echo Cancellerאדפטיבי בפסי תדר ללא השהיה ,ולבצע השוואה מול גישת סינון אדפטיבית מסורתית)בפס מלא( תוך התייחסות לביצועים וסיבוכיות. 70 שם הפרויקט : הרחבה מלאכותית של רוחב סרט בתדרים הנמוכים של מספר הפרויקט : p-2012-064 סטודנטים : צבי רכטמן ויקטוריה איוונוב מנחה : פרופ' אילן שלום תקציר : אות דיבור עד אות הדיבור האנושי מכיל את רוב כמות האנרגיה המשמעותית בטווח התדרים 50Hz . 8KHzבמערכת טלפוניה ) (PSTN-Public Switched Telephony Networkרוחב הסרט המשודר מוגבל לתדרים 300Hzעד . 3.4KHzהגבלה זו מקורה במגבלות טכניות אנלוגיות שהיו בעבר. עקב רוחב הסרט המוגבל ,איכות אות הדיבור במערכת הטלפוניה נחותה בהשוואה לאיכות אות הדיבור המקורי. חיסרון התדרים שמתחת ל 300Hz -והתדרים הגבוהים מ3.4KHz - "צר" ו"עמום" ,להגברת מאמץ ההאזנה ,וקושי בזיהוי הדובר. גורם לדיבור הטלפוני להישמע כתוצאה מההתפתחות עולם ה HDנדרשת מדיה באיכות גבוהה ,על כן יש צורך בשיפור ברוחב הפס של אות הדיבור העובר ברשת התקשורת .כיום כבר קיימת הטכנולוגיה והמכשור לשידורי אותות דיבור ברוחב סרט מלא ) , (50Hz-8000Hzאך יתרונות הטכנולוגיה יבואו לידי ביטוי רק אם שני צדדי התקשורת יהיו בעלי המכשור המתאים ,ברגע שאחד הצדדים משתמש במכשור בסיסי כגון PSTNהאות הוא שוב צר סרט. החלפת התשתית כולה לכזו התומכת ברוחב סרט מלא תדרוש זמן רב ,ותהיה בעלת עלות גבוהה מאוד. מכאן מתעורר הצורך בפתרון אחר שהוא הרחבת סרט מלאכותית .Artificial Bandwidth Extension פתרון זה פשוט יותר וזול מכיוון שיופעל רק בצד הקולט. מטרת הפרויקט היא לתכנן מערכת אשר בכניסה תקבל אות דיבור )רחב או צר סרט( ובמוצא יתקבל אות בעל רוחב סרט המכיל תדרים נמוכים ) .(50-300Hzהמערכת בנויה ממספר שלבים. בשלב הראשון מתבצע מיון של האות לפי שלושה סיווגים :האות עבר הנחתה משמעותית בתדרים הנמוכים ,האות עבר הנחתה מתונה בתדרים הנמוכים ואות שלא עבר כלל הנחתה בתדרים הנמוכים .בשלב השני לפי הסיווג ,מחליטים מהי פעולת העיבוד שיש לבצע על האות בהתאמה: ביצוע הרחבת סרט מלאכותית בתדרים הנמוכים ,ביצוע אקווליזציה להגבר או העברת האות כמו שהוא .בשלב השלישי מרכיבים את האות הרחב סרט .הרחבת האות בתדרים הנמוכים הופכת את האות לברור יותר ,מעניקה לו עומק ,ומקנה תחושה של דיבור פנים אל פנים. התוצר הסופי הוא קוד מטלב עובד למימוש המערכת שתיארנו. 71 שם הפרויקט : מימוש דוחס קול Speexעל גבי מעבד +DSP TI C64 מספר הפרויקט : p-2012-065 סטודנטים : איל אליעזר טירקל רועי נחום מנחה : ד"ר אילן שלום תקציר : אם ברשת הטלפוניה המסורתית ואם ברשת האינטרנט ,הצורך באמצעי תקשורת להעברת הדיבור אנושי הולך וגובר .העברת הדיבור על גבי מדיה דיגיטלית דורשת תהליך של דגימה ושחזור. באופן סטנדרטי ,תהליך זה מקיים את משפט הדגימה ולפיכך דורש רוחב פס לא מבוטל .באופן טבעי ,נדרשת הרחבתן של תשתיות אלה כתוצאה מהגידול בשימוש ,משימה כשלעצמה מסורבלת ויקרה .על מנת להתמודד עם בעיה זאת פותחו דוחסי קול ייעודיים-Vocoder ,ים ,המאפשרים את העברת אותות הדיבור בצורה פרמטרית .ה ,Vocoder-מעצם היותו דוחס קול ,צורך רוחב פס מופחת באופן משמעותי. Speexהינו דוחס קול מסוג זה ,הנמצא כבר בשימוש באפליקציות דיבור מגוונות .ה,Speex- בניגוד למרבית דוחסי הקול אחרים ,הינו חופשי לשימוש ואינו רשום כפטנט לגורם פרטי. עובדה זאת ,מאפשרת לעשות בו שימוש מבלי לשלם תמלוגים לצד ג' .בנוסף ,מעצם היותו פומבי ,הינו בעל מימושים רבים לחומרות עיבוד שונות ,אשר גם הן חופשיות לשימוש .בין המימושים ,היא גרסת ה Fixed-Point-של אלגוריתם הדחיסה .גרסה זו ,מאפשרת שימוש במעבדים סטנדרטיים שמיוצרים בכמויות גדולות ובמחירים הזולים ממעבדי הFloating-- .Point C64+הוא מעבד DSPתוצרת ענקית השבבים ,TIהייעודי לעיבוד אותות ומתאים ליישומים מסוג זה .למעבד זה חומרה ייעודית להכפלה וחיבור במחזור שעון אחד ,פעולה השכיחה ביישומיי עיבוד אותות .בנוסף לכך ,בניצול נכון של המעבד ,מתאפשרת הרצה של 8פקודות במחזור שעון אחד בלבד .פרט ליתרונות משמעותיים אלה ,מעבד ,C64+הינו מעבד Fixed- ,Pointעובדה המרמזת על מחיר השוק הנמוך ופשטות המבנה הארכיטקטוני שלו. במהלך הפרויקט נממש את אלגוריתם הדחיסה על מעבד האותות .בשלב ראשון ,נבצע התאמות שיאפשרו לאלגוריתם Speexלרוץ על גבי המעבד .C64+בשלב השני ,ננתח את צריכת המשאבים והסיבוכיות של חלקי קוד שונים תוך שימוש בכלי .Profilingובשלב השלישי ,נבצע אופטימיזציות נקודתיות כדי להקטין למינימום את זמן הריצה של האלגוריתם תוך ניצול יכולות במעבד. 72 שם הפרויקט : פיתוח מקודד דיבור EVRCעל מעבד MIPS 24KEהכולל הרחבה מוכוונת DSP מספר הפרויקט : p-2012-066 סטודנטים : יניב משה מנחה : ד"ר אילן שלום תקציר : פיתוח מקודד דיבור EVRCעל מעבד MIPS 24KEהכולל הרחבה מוכוונת DSPשל אוסף הפקודות .לימוד מעבד MIPS 24KEהכולל הרחבה מכוונת .DSPהפרויקט כולל לימוד מעמיק, של ה ISA -של המעבד ,של מקודדי דיבור ופיתוח מקודד דיבור EVRCהמשקף את פרופיל העיבוד הנדרש ביישומי ) VoIPמודול זה ישמש כ .(benchmark -תוצרי הפרויקט יהיו מקדמי האצה ,יחס פקודות למחזור שעון ומודל רגישות הביצועים ביחס לגודל זיכרונות המטמון. 73 שם הפרויקט : השפעת רעשים לא גאוסיים ואי-דיוקים במדידה על דימות דחוס מספר הפרויקט : p-2012-067 סטודנטים : אייל ראובן אברהם גורין מנחה : פרופ' יוסף רוזן ד"ר אדריאן שטרן מר יאיר ריבנסון תקציר : שיטות קונבנציונאליות לדגימה של אותות עובדות לפי התיאוריה המוכרת של & Nyquit ,Shannonשאומרת שיש לדגום את האות בתדירות כפולה מזו של התדר המקסימלי של האות. חישה דחוסה או (Compressed sensing (CSהינה תיאוריה חדשה המאפשרת את פיתוחם של דור חדש של חיישנים ,אשר מסוגלים ל"שבור" את הגבול שהוצב על-ידי ,Shannonלדגום בקצב נמוך בהרבה מקצב ,Nyquistועדין לשחזר את האות באופן מדויק .תיאורית ה CSהמבוססת על העובדה שקיים ייצוג דליל ,תחת בסיס כלשהו ,עבור מחלקה גדולה של אותות טבעיים. על-ידי שימוש בכלים שתיאוריה זו מעניקה לנו ,ניתן לבצע מטלות כמו שחזור תמונה באיכות של 10מגה פיקסל מאחד מגה פיקסל ,תיקון תמונות ,או שחזור מלא של אובייקטים מוסתרים. רעש ואי-דיוקים הינם חלק אינהרנטי בכל מערכת מדידה .בתיאוריה של הדימות הדחוס ההתייחסות היא כמעט תמיד לרעש לבן גאוסי אשר אינו בהכרח מתאים למודלים של מערכות אופטיות .מטרת פרויקט זה הוא לבחון את יכולות ההתכנסות של דימות דחוס ברעשים המייצגים מערכות אופטיות מעשיות כגון רעשים פואסוניים Speckle ,ואי-ליניאריות של חיישן המדידה .הפרויקט יבוצע במטלב. 74 שם הפרויקט : ממיר אופטימלי לתאי שמש בהספק נמוך מספר הפרויקט : p-2012-068 סטודנטים : שי דגן עמרי צנטנר מנחה : פרופ' שמואל בן-יעקב תקציר : תחום האנרגיה הסולרית עומד תחת מחקר מקיף בעת האחרונה ,הודות ליתרונות הגדולים הגלומים בו ,במרכזם היות אנרגית השמש זמינה ונקייה .כמו כן הפקת חשמל מהשמש ניתנת לביצוע בצורה מקומית. בעבודתנו נעסוק במערכת סולארית ,שאינה מחוברת לרשת החשמל הכללית .זוהי מערכת עצמאית המיועדת לשימוש מקומי ,לדוגמה במקומות מבודדים או במערכות ניידות .המערכת כוללת תא שמש בודד הקולט את אנרגיית השמש וממיר אותה לאנרגיה חשמלית ; ממיר-מתח DC-DCהכולל מנגנון עקיבה אחר נקודת האנרגיה המקסימלי; סוללה ,הנטענת ע"י הממיר ומשמשת כמקור אנרגיה לצרכן. הפרויקט יתמקד במחקר ממיר המתח .כיום קיימים ממירים המבצעים את ההמרה הנדרשת ,אולם יעילות ההמרה שלהם אינה גבוהה דיה במתחי כניסה משתנים במעט ,שמתקבלים כתוצאה מאופי פעולת המערכת. אנו נפתח שימוש בטכנולוגיה של קבלים ממותגים שתותאם למערכת הכוללת .הפיתוח שלנו יאפשר יעילות המרה גבוהה בתנאי עבודה שונים . הפרויקט יעסוק בתכנון ובניית ממיר המתח ,ושילובו ליצירת מערכת סולארית יישימה, יעילה ,וכדאית לשימוש מבחינה כלכלית. 75 שם הפרויקט : מפוי של התפלגות מטען בזכרון פלאש המבוסס על טרנזיסטור אורגני מספר הפרויקט : p-2012-069 סטודנטים : אמיר קפלן גלעד שטרן מנחה : תקציר : ד"ר רפי שיקלר מטרת הפרוייקט למדוד את התפלגות המטען בטרנזיסטור אורגני שהוא אבן הפינה לתא זיכרון מסוג פלאש .לשם כך יש לעמוד בשלוש מטלות עקריות: א .ייצור ההתקן ב .מדידת התפלגות המטען ע"י מיקרוסקופ אטומי סורק ג .הבנת הקשר בין התפלגות המטען לבין תנאי ההזרקה 76 שם הפרויקט : ניתוח מקודד וידאו ומימושו על מעבד ARM Cortex A8 מספר הפרויקט : p-2012-070 סטודנטים : עומר גריבי מקסים זבורוב מנחה : ד"ר אילן שלום תקציר : לימוד מעבד ARM Cortex A8הכולל הרחבה מכוונת .DSPהפרויקט כולל לימוד מעמיק של ה- ISAשל המעבד ושל מקודדי וידאו .ניתוח והשוואה של שני מקודדי וידאו ה VP8וה .H.264 מימוש של מקודדי הוידאו על מעבד ה ,ARM Cortex A8מדידת ביצועים וצריכת מחזורי השעון. 77 שם הפרויקט : הספק הגלים מספר הפרויקט : p-2012-071 סטודנטים : אורטל סיאדה טליה לב מנחה : פרופ' ראול רבינוביץ תקציר : על רקע התחממות כדור הארץ וסוגיות פוליטיות המשפיעות על משק הנפט ,מפנות המדינות המפותחות משאבים פיננסיים ומדעיים לפיתוח מקורות נקיים לאנרגיה מתחדשת .עיקר המאמץ בתחום זה בישראל מתמקד במערכות הסולריות ובאנרגיית הרוח .אנרגיית גלי הים היא אחת ממקורות אנרגיה המתחדשות בעלת פוטנציאל אנרגטי גדול וזמינות גבוהה ,במיוחד למדינה בעלת קו חוף גדול כמו ישראל ,למרות זאת אנרגיה זו כמעט ואינה מנוצלת. מטרת הפרויקט היא לימוד סוגי הדרכים לניצול אנרגיית גלי הים בעולם .הכרת תכונות הים בישראל )זרמים ,רוחות ,תצורות גלים ועוד( ,בחינת התאמת השיטות השונות להפקת אנרגיה מגלי הים לתנאי מדינת ישראל ,וקביעת השיטה המתאימה ביותר לישראל. 78 יציבות מאפיינים תחת שינויים מבוקרים בתמונה שם הפרויקט : מספר הפרויקט : p-2012-072 סטודנטים : דור כהן איתי ויטנשטיין מנחה : ד"ר שלמה גרינברג ד"ר שרון דבדבני-בר תקציר : אל-אופ ,מער' אלקטרואופטיות -אלביט כיום רווחות מספר גישות לאיתור נקודות עניין בתמונות ולחישוב חישוב מאפיינים סביבם ) SIFT, SURF, HOG, DAISYוכדומה( לצורכי שימוש במערכות עקיבה למיניהם .המאפיינים, כך נטען בספרות ,הינם חסינים לשינויים מסוגים שונים בתמונה .מטרת פרויקט זה הינה לבחון באופן מבוקר את מידת יציבות המאפיינים לסוגי השינויים השונים .לצורך הבחינה תפותח סימולציה ליצירת תמונות תחת שינוי מבוקר של תנאים )כגון :סיבובים ,רעש, דחיסה ,עיוותים וכדומה( .על בסיס התמונות שייווצרו ע"י הסימולציה ,יבחנו ביצועי המאפיינים השונים ומידת התאמתם למערכות עקיבת וידאו. 79 שם הפרויקט : תכנון אלגוריתם להליכת רובוט בעל ארבע רגליים מספר הפרויקט : p-2012-073 סטודנטים : עמיחי גלר מנחה : פרופ' הוגו גוטרמן תקציר : מטרת הפרויקט היא לממש אלגוריתם הליכה לרובוט בעל ארבע רגליים . הרובוט מיועד לשימוש צבאי ,לנשיאת משקלים עבור יחידות רגליות ולהיות מסוגל לעבוד גם בתנאי שטח קשים. המערכת המכנית של הרובוט המאפשרת לו מנוע בעירה הנמצא במרכז הרובוט. ללכת פועלת באמצעות לחץ אויר שמסופק על ידי לכל רגל יש שלוש מפעילים סרוו פניאומטיים הנשלטים על ידי שסתום מופעל מתח שיקבל פקודות כיצד לווסת את האויר באמצעות הבקר שאחראי על הרגל. באלגוריתם ההליכה נצטרך לדאוג למערכת בקרה לכל רגל ומפעיל ועל ידי כך נדאג ליציבות הרובוט,ובנוסף מערכת בקרה שתהיה אחראית על כל הרגליים ותדע לתת מידע לכל רגל בזמן אמת. במהלך הפרויקט נממש את תחילה את האלגוריתם על דרך ידועה מראש ולאחר מכן נפתח אותו כך שיוכל ללכת בדרך שאינה ידועה מראש ויתמודד עם תנאי השטח הניצבים בפניו. 80 שם הפרויקט : גילוי אובייקטים נעים מספר הפרויקט : p-2012-074 סטודנטים : אחיעד תורג'מן רותם פורטוגס מנחה : פרופ' הוגו גוטרמן מר אילן זוהר תקציר : התקדמות הטכנולוגיה בשנים האחרונות מאפשרת פיתוח מצלמות וידאו קלות יותר ובעלות איכות צילום טובה ,שיפור זה מאפשר צילום וידאו ברמה גבוהה מהאוויר מכלי הטייס בלתי מאויש אשר נמצא בגובה רב – גובה שמקשה על גילוי כלי הטיס. בעזרת שיפורים אלו ניתן לממש אפליקציות מעקב אחרי גופים נעים ,אפליקציה למטרות צבאיות כמו מעקב אחרי כוחות אויב או איסוף מודיעין כאשר אין סיכון למפעיל ,כמו כן שימוש נוסף הוא סיוע אווירי לכוחות הצלה על מנת למצוא נעדרים. הפרויקט שלנו הוא מימוש אפליקציה זו ,קבלת סרט וידאו ממצלמה מוטסת ,סימון מטרות ומעקב אחרי כל גוף שנע על הקרקע ,בשלב הראשון הפרויקט הוא עבודה בסביבת MATLABעל סרט שצולם מראש ,השלב השני הוא כתיבת קוד שיאפשר מימוש המערכת על גבי כלי טייס בזמן אמת – קבלת סרט בזמן אמת והחזרת הסרט כאשר מסומנות עליו המטרות שאחריהן המערכת עוקבת. למרות שהייעוד העיקרי של המערכת היא מעקב מכלי טייס ,הכניסה למערכת היא סרט וידאו, לכן ניתן להפעיל אותה על כל מצלמה ,למשל מעקב אחרי הולכי רגל בעזרת מצלמות אבטחה. אלגוריתם המערכת מורכב משלושה שלבים עיקריים ,הראשון הוא ייצוב התמונה שנדגמת מהמצלמה וכך המערכת מתגברת על תזוזות כלי הטייס )רוחות וכו'(. השלב השני הוא חיסור תמונות עוקבות וזיהוי תנועת גופים בסרט. השלב האחרון הוא ניתוח התוצאות וניהול מעקב אחרי הגופים הנעים בשטח. 81 שם הפרויקט : ממיר רב רמות עבור מערכות שמש PVובקרה לוגיקה עמומה . מספר הפרויקט : p-2012-075 סטודנטים : ענת קנמוני מור ברוך מנחה : פרופ' ראול רבינוביץ תקציר : ממיר מצוי שמחבר פנל PVלרשת בנוי בדרך כלל משתי דרגות ,דרגה ראשונה של ממיר DC-DC מעלה מתח ודרגה שנייה של ממיר DC-ACחד פאזי .הפרויקט מציע ממיר DC-ACחד-דרגתי מבוקר לוגיקה עמומה שיחבר את הפנל PVלרשת וגם יבקר הפעלתו בנקודת ההספק המרבי. הנצילות שלו אמורה להיות גבוהה יותר מזאת של ממיר מצוי דו-דרגתי .כמוכן ,הוא יכלול פחות רכיבים אקטיביים .הפרויקט יכלול סימולציות ובהמשך גם יישום המעגל. 82 שם הפרויקט : משדר נתונים לוויני מספר הפרויקט : p-2012-076 סטודנטים : אורן בן-גיגי מנחה : ד"ר רון דבורא מר אילן זיזי תקציר : אלתא ,ל"א מכ"מ ואביוניקה עקב התרבות השימוש בלוויינים )לווייני תקשורת ,לווייני צילום וכדומה(,הגבירה את הצורך בשידור נתונים אמין מלוויין לתחנה קרקעית בכדור הארץ. בפרויקט זה כחלק מצוות המהנדסים של אלתא ,אני אהיה אחראי על תכנון ופיתוח שני מנגנונים במערכת תקשורת לוויינית: מנגנון הגנה מפני תופעת הLatch Up - מנגנון החלטה Majority Voter תפקידם של מנגנונים אלה להגן על משדר הנתונים בלוויין מפני תופעות הקרינה בחלל העלולות לפגוע במידע המשודר לקרקע ובמקרים חמורים יותר לגרום להרס של רכיבי המשדר. המנגנונים ישולבו בתוך המרכיב הדיגיטלי של המשדר נתונים הלווייני. המשדר המתוכנן הינו קטן וקל משקל העובד בתחום תדרים Xובעל אפנון של .8PSK המשדר תואם ל .(The Consulting Committee for Space Data Systems) CCSDS המשדר בעל יכולת של העברת מידע בקצב גבוה מאוד )כפול מהקיים כיום( ,ובעל רוחב סרט רחב מאוד. מנגנון ההגנה מפני תופעת ה Latch UP -אותו תכננתי משלב בתוכו תכן חשמלי )תכנון המעגלים החשמליים ועריכתם על גבי ה (PCB -וכן תכן לוגי )קוד VHDLשישולב בActel - .(FPGAמנגנון ה Majority Voter -משלב תכן לוגי בלבד. 83 מימוש אספקת רמת איכות שירות לשכבת גישה לרשת אד-הוק אלחוטית ניידת שם הפרויקט : מספר הפרויקט : p-2012-077 סטודנטים : עדי ברוור יניב אגמן מנחה : ד"ר שלמה גרינברג מר יחזקאל עובד תקציר : אלתא ,ל"א מכ"מ ואביוניקה שכבת הגישה לרשת ) (medium access controlשל רשתות אד-הוק ניידות ) (MANETבשדה הקרב עומדת בפני אתגרים רבים ,הנגזרים מדרישות מיוחדות ותנאים סביבתיים. הרעיון המרכזי העומד מאחורי רשתות אלו הוא היעדר תשתית קיימת והעובדה שלרוב לא קיים צומת מרכזי המנהל את הרשת )מונע מצב של נקודת כשל ברשת( .טופולגיית הרשת משתנה בצורה דינמית כתוצאה מתנועת הצמתים ,הפרעות חיצוניות ,התפשטות הגלים בתווך )בייחוד בתקשורת בגובה הקרקע( ושינויים במזג האוויר .על מנת למנוע ירידה ניכרת בביצועי הרשת ,או אף כישלון ביישומי רשת קריטיים ,יש להתייחס לשינויים הנ"ל .לאור זאת קיים צורך בשכבת MACחכמה הנותנת מענה בזמן אמת לשינויי התנאים והמאפשרת לספק רמת איכות שירות ) (QoSעל מנת להתמודד עם אפליקציות מולטימדיה המשלבות וידאו ,קול ומידע. מטרת הפרויקט האקדמי לממש אלגוריתם המאפשר השגת QoSבאמצעות שמירת משאבים וכן ע"י איסוף וניתוח מידע רלוונטי מהשכבה הפיזית ומצמתים נוספים ברשת .בדרך זו ניתן לשלוט על התנהגות השכבות העליונות והתחתונות ובכך לשפר את ביצועי הרשת .האלגוריתם יתבסס על ספרות קיימת ,תוך הוספת שיפורים והשוואה לאלגוריתמים קיימים. 84 תכן וניתוח אופטימיזציה של מנוע המרת קואורדינציות שם הפרויקט : מספר הפרויקט : p-2012-078 סטודנטים : עידו הירש אורן בסו מנחה : מר יהוא ספיר מר מרק רוזנקרנץ תקציר : אלתא ,ל"א מכ"מ ואביוניקה מטרה :ביצוע תכן וניתוח אופטימיזציה של מנוע המרת קואורדינציות. תיאור כללי :ייצוג ועיבוד של קואורדינטות מיקום )וכן מהירות ותאוצה( ביחס לכדור הארץ הוא בחזקת נושא יסוד הקיים בכל מערכת ,תוכנה ורכיב העוסקים בניטור של תנועת עצמים בסביבת הפלנטה שלנו .נושא זה מקבל חשיבות יתר כאשר מדובר של יישומים צבאיים ויישומי תעופה וחלל ,שם מתבצעות דרך טבע מסות עצומות של חישובים והמרות. נדרש לבצע תכן למנוע המרת קואורדינציות עבור מערכת מורכבת מכמה רכיבי תוכנה משולבים שלכל אחד מהם תפקיד ייעודי ,כגון :ניתוח נתוני חיישן ,בקרת חיישנים ,היתוך נתוני חיישנים ,שילוב נתונים קינמאטיים ונתונים טקטיים ,הצגתם על מפות ,ניתוח קריטריוני הימצאות וכדומה .ובנוסף נדרש לבצע ניתוח אופטימיזציה על השיטה כנבחרה ליישום. נדרש לצורך התכן ללמוד כמה שיטות לקביעת מיקומם של גופים במערכת ייחוס של כדור הארץ והמרת מקומם של גופים בין השיטות השונות. 85 סיווג עצמים באמצעות מעבד גרפי מרובה ליבות שם הפרויקט : מספר הפרויקט : p-2012-079 סטודנטים : שגיב בנישו אבישי דוד מלכה מנחה : ד"ר שלמה גרינברג מר צבי פרידמן מר עמנואל בן-ברוך תקציר : אלתא ,ל"א מכ"מ ואביוניקה בפרויקט זה מטרתנו היא לפתח ולממש מערכת לסיווג ) (Classificationעצמים בתמונות. בשלב הראשון המערכת תלמד מדידות נתונות .לדוגמא ,תמונות פנים ממספר אנשים או כל עצם אחר ,ותיצור מסווג שיאפשר סיווג בין הקבוצות הקשורות לעצמים השונים אותם למדה .בשלב השני המערכת תידרש לסווג תמונות חדשות המוזנות אליה )המקושרות לקבוצות השונות מן שלב הלימוד( על סמך המסווג שקיבלנו בשלב הקודם כאשר פלט המערכת הוא אינדקס הקבוצה אליה משתייכת תמונת המבחן)המידע החדש(. U U מימוש אלגוריתמים על גבי GPUהינו תחום הולך ומתפתח הזוכה כיום לתשומת לב רבה בעולם כולו ,(General Purpose Graphical Processing Unit) GPGPU .הינה יחידה המכילה מספר ליבות רב המאפשרות חישוב מקבילי המאיץ את זמן החישוב ומאפשר למערכת לעבוד בזמן אמת. בעיבוד מקבילי מבוסס GPUהמשימה הכוללת מחולקת למספר הליכים ) (threadsהמסוגלים לעבוד בו זמנית תחת מגבלות החומרה .כל ה'thread -ים מבצעים את אותה המשימה עבור יחידת מידע ) (Dataשונה ,כך שטכנולוגיית העיבוד היא Single Instruction Multiple ).Data (SIMD בפרויקט זה נבחן את אלגוריתם הסיווג (Support Vector Machine) SVM -על סוגים שונים של ,databasesזאת לאחר שנוריד את מימד סט התמונות באמצעות אלגוריתם ה).PCA (Principal component analysis בין היתר נבדוק את יכולת סיווג אלגוריתם זה עבור סוגי עצמים שונים ,כמו גם את ביצועי ה GPU -אל מול ה CPU -מבחינת מורכבות החישוב והמימוש ,ומבחינת יעילות הזמנים. האלגוריתם ימומש ב GPU -של חברת ,NVIDIAמדגם Quadro 600המכיל 96ליבות כאשר כתיבת קוד האלגוריתם תבוצע בשפת CUDAשהינה הרחבה של שפת Cהמאפשרת תכנות מקבילי והיא ייעודית עבור מעבדים גרפיים של חברת .NVIDIA 86 שם הפרויקט : מעבד אות מבוסס על בקר גרפי מרובה ליבות מספר הפרויקט : p-2012-080 סטודנטים : יוגב דמארי עומר יעקבסון מנחה : פרופ' הוגו גוטרמן מר צבי פרידמן מר עמנואל בן-ברוך תקציר : אלתא ,ל"א מכ"מ ואביוניקה בימים אלו לאור ההתפתחות הטכנולוגית של יחידות עיבוד גרפיות ) (GPUבשוק האזרחי ניתן לייעל את נושא עיבוד האות והתמונה גם בשוק הצבאי .בשל ריבוי הליבות ביחידות הGPU- )שבמקור נועד לעיבוד גרפיקה תלת-ממדית לשוק הביתי( ניתן לבצע בו משימות עיבוד בצורה מקבילית ובכך לייעל את תהליכי עיבוד האות והתמונה. כיום תהליכים מקביליים במחשבי משימה צבאיים ומחשבים מוטסים מתבצעות לרוב ע"י חומרה מסורבלת ויקרה .ברצוננו להסב מוצר מדף אזרחי לתקן תעופה )אביוני( צבאי ושילוב הרכיב בכרטיס שיהווה חלק ממחשב עיבוד אות גנרי .המחשב יוכל לשמש לעיבוד תמונה או אותות מכ"מ עבור פלטפורמות אוויריות או קרקעיות .בשל השימוש במוצרי מדף הנמצאים הן בייצור המוני והן בחוד החנית הטכנולוגית נוכל להוזיל עלויות ייצור לצד ייעול יכולות העיבוד עבור פלטפורמות צבאיות שונות. מטרת הפרויקט היא הטמעת תכן לוגי ב FPGAשינהל ויבצע עיבוד מקדים לווידאו בכרטיס עיבוד גרפי המבוסס על יחידת .(General Purpose Graphic Processing Unit) GPGPU התכנון יכלול תכן לוגי ותוכנת אפליקציה וימומש על פני כרטיס FPGA Evaluation Board של חברת .Xilinx 87 שם הפרויקט : מחשב משימה והטסה למזלט קל מספר הפרויקט : p-2012-081 סטודנטים : מיכאל הרשקוביץ עדי אברהם מנחה : פרופ' הוגו גוטרמן גב' רנטה ניסנבוים מר אבי מלכה תקציר : אלתא ,ל"א מכ"מ ואביוניקה אנו נמצאים טכנולוגיים מטרתנו היא הזו ושמספק בעידן מרתק של חדשנות טכנולוגית ,בו יום יום אנו עדים לחידושים מהפכניים הבאים לידי ביטוי בעיקר ברמת המזעור וביכולות היישומיות. לתכנן,לבחון ,לפתח ולייצר מכשיר המביא לידי ביטוי את המהפכה הטכנולוגית מענה אזרחי וצבאי לצרכי ניווט מתקדמים עבור כלי רכב וטייס. המכשיר מהווה פתרון שלם לניווט בשטח הכולל בתוכו מחשב וחיישנים מהמתקדמים כיום בשוק ההייטק .ייעודו העיקרי הוא להיות הפתרון האולטימטיבי לצרכי ניווט וטיסה של מזל"טים. הפרוייקט מאוד מורכב ומשלב בתוכו אתגרים לא מעטים ,הן בתחום החומרה והתוכנה והן בתחום המכאני ובמבחן השטח .שם המוצר , MNC – Mini Navigation Computerוהוא נראה למעשה כקופסא אטומה ומבצעית בעלת מימדים מזעריים יחסית למוצרים אחרים הקיימים כיום בשוק )כגודל כף היד( .הקופסא מכילה שני כרטיסים :כרטיס מחשב וכרטיס חיישנים .המוצר הסופי יכלול שני דגמים כאשר הדגם השני יכלול שלושה כרטיסים :שני כרטיסי מחשב זהים וכרטיס חישניים ,וזאת עבור מצב עבודה של יתירות – מערכות כפולות כאשר האחת מופעלת במקרה של כשל האחרת. 88 שם הפרויקט :כרטיס מרכזיית תקשורת של PCIe & Ethernet אלתא ,ל"א מכ"מ ואביוניקה מספר הפרויקט : p-2012-082 סטודנטים : דורון שחר עמיחי אבישר מנחה : פרופ' הוגו גוטרמן גב' רנטה ניסנבוים מר אבי מלכה תקציר : מטרת הפרויקט היא תכנון וייצור כרטיס מתג )מרכזיית( תקשורת L2&L3המבוסס על תקשורת בפרוטוקולים .PCI_express GenII & Ethernetהכרטיס מיועד לתפקד כצומת & Data Control Planeאשר מקשרת בין כרטיסים שונים בתוך מארז מרכזי )מגירה( מוקשח. 89 שם הפרויקט : פיתוח מקמ"ש דל הספק מספר הפרויקט : p-2012-083 סטודנטים : מרק גלפגט אברהם אברהם מנחה : פרופ' הוגו גוטרמן מר יעקב מיכאלי תקציר : אלתא ,ל"א מכ"מ ואביוניקה בימנו הולך ומתרחב שימוש בתקשורת מבוססת Ethernetבתעשיית האלקטרוניקה כולה. למרבית המוצרים יש מודול תקשורת .Ethernetזה מחייב שלכל מודול קווי יהיה קו data Power של Ethernetוספק כוח נפרד או קווי אספקת מתח נפרדים .תקן ,IEEE 802.3at ,Over Ethernet+מאפשר להעביר מתחי הזנה למעגל על גבי קווי ה data -ומבטל צורך בספק כוח נפרד או קווי אספקת מתח נפרדים .מתחי הזנה ניתן להעביר דרך קווי data דיפרנציאלים על ידי חיבור ספק כוח בצד השני של כבל Ethernetלכל זוג שזור ב – mode , commonכך ש data-דיפרנציאלי "ירחף" על גבי מתח DCשל 48Vשאותו נוכל להוריד בכניסת הכרטיס על ידי מגנטיקה של שנאי .PoEתקן 802.3atמגביל אורך הכבל המקסימאלי ל – 100mוצריכת הספק מקסימאלית עד ל – 25.5Wt במסגרת הפרויקט נפתח כרטיס שמקבל מתחי הזנה על גבי קווי Ethernetלפי תקן IEEE 802.3atהכרטיס יכיל מודולי .FPGA, DDS, A/D, PHYמודולים אנלוגיים נדרשים לספק SNRו SFDR -גבוהים )עד ל ,(90dbc-לעבוד בתדרי שעון גבוהים ) (80 MHzויחד עם זה להיות דלי הספק .ישנה דרישה מחמירה ל jitter -של מתנד המקומי ,פחות מ 1ps -של jitterכללי ,זאת משום שכל תוספת קטנה של 0.5psיכולה להוריד עד 10 dbב – ,SNRלכן פרמטר זה קריטי לביצועי המערכת. גישת התכנון שלנו היא ,Design to Powerהן במישור התכן החשמלי והן במישור התכן רכיבים דלי הספק ותכן לוגי מכוון הספק )ע"י כיבוי הלוגי ,על ידי בחירת פונקציות והורדת קצב השעון וכו( .הצלחת הפרויקט תימדד לפי עמידה ביעדי צריכת הספק ועמידה בדרישות הביצועים של רכיבים האנלוגיים. 90 שם הפרויקט : יישום גישה של תכנון בהספק נמוך SSRPG מספר הפרויקט : p-2012-084 סטודנטים : תומר כהנא יבגני בלינדר מנחה : ד"ר שלמה גרינברג תקציר : פרי סקייל ישראל בע"מ אחת השיטות לצמצום בזבוז ההספק הסטטי במכשירים ניידים נקראת State Retention ) SRPG .(Power Gatingבשיטה זו מנתקים את הדלגלגים ממקורות ההספק הראשיים ומחברים אותם למקור מתח משני מינימלי שמסוגל לשמר את מצב הדלגלגים בזמן המתנה ).(Stand By החיסרון בשיטה זו הוא הגדלת שטח ה SoC -כתוצאה מתוספת תא ה SRPGלכל דלגלג וסיבוכיות החיווט ) (layoutהנובע מרשת הספקים הנוספת .כאלטרנטיבה פותחה שיטה הנקראת .(Selective State Retention Power Gating) SSRPGהייחודיות בשיטה זו הוא זיהוי של אותם דלגלגים החיוניים לשימור מצב המערכת ובאופן סלקטיבי שימור של מצבם בלבד על-ידי תוספת תא SSRPGעבורם בלבד. לצורך כך פותחו קריטריונים ייחודיים לזיהוי הדלגלגים החיוניים שאכן יש הכרח לשמר את מצבם .סימולציות מראות שבגישה סלקטיבית זו ניתן לצמצם בעד כ 90%-את סך הדלגלגים שעבורם דרושה תוספת תא SRPGלשימור מצבם בזמן המתנה .בפרויקט זה נממש בקר לרכיב זיכרון מסוג DRAMבשתי הגישות :הגישה הסלקטיבית SSRPGשפותחה במסגרת מחקר רב-שנתי באב"ג וגישת ה SRPGהקונבנציונלית. מטרת הפרוייקט היא לבחון את יעילות הגישה הסלקטיבית SSRPGבעזרת מימוש מלא של תהליך התכנון והיישום מעגל VLSIוביצוע של כל שלבי ה backend -לשתי השיטות .הפרמטרים העיקריים שיבחנו בהקשר לגישת ה SSRPG -הם שטח ,צריכת ההספק הסטטי ותזמונים .המטרה היא להשוות את הפרמטרים לשיטת ה SRPG -הקונבנציונלית ולפתח כללי יישום לתהליך Hardening תוך שימוש בכמות מינימלית של תאי .SRPG 91 שם הפרויקט : אנליזה פורמלית של גישת SSRPGלתכנון רכיבי VLSIבהספק נמוך מספר הפרויקט : p-2012-085 סטודנטים : תומר לוסטיג עידו שביט מנחה : ד"ר שלמה גרינברג תקציר : ההספק במעגלים משולבים מבוססי מוליכים למחצה היוותה תמיד אתגר הקטנת פיזור למתכננים. ההספק הכולל של מעגל מורכב מהספק דינמי והספק סטטי .בהתקני , CMOSזליגת הספק סטטי נגרמת בעיקר כתוצאה מזליגת זרם דרך תעלה סגורה ודרך שער המיתוג. ניתוק מקורות ההספק לבלוקים שלמים בתכנון כאשר אינם נחוצים ) Selective Power (Gatingהינה אחת הטכניקות היעילות ביותר לחיסכון בהספק ,שכן היא מבטלת הן את צריכת ההספק הדינמי והן את צריכת ההספק הסטטי .אולם ,טכניקה זו גורמת לאיבוד המידע של הפלופים ,מה שפוגע בתפקודה התקין של המערכת לאחר יציאה ממצב .stand-byבעיה זו נפתרת ע"י הוספת חומרה בצורה של פלופים המסוגלים לשמור מצב גם בניתוק ההספק -תאי .(SRPG (State Retention Power Gatingעם זאת ,הוספת תאים אלה צורכת שטח נרחב שכן הם גדולים מפלופים רגילים ,ומספרם יכול להיות גדול מאוד ברוב המעגלים. שמירת המצב הסלקטיבית ) (SSRPGהינה טכניקה חדשה המבוססת על החזקת בלוק במעגל במצב צריכת הספק נמוכה ,המנותבת באופן סלקטיבי ע"י ניתוק מקורות ההספק בהתאם למצב הלוגי שבו נמצאת המערכת. באמצעות ניתוח המצבים הלוגיים של המערכת ניתן לאפיין במדויק את הפלופים שאינם צריכים שמירת מצב ,ולכן להפחית משמעותית את ההספק הסטטי עם פגיעה מינימלית בשטח. הבעיה העיקרית בבדיקת נכונות שילוב ה Power Gating -בשבב נובעת מהיקפו העצום וממורכבותו של התכנון. יש צורך לוודא כי השבב מתפקד בצורה נכונה בכל מצב לוגי אשר עלול להתרחש ,וכן שכל המעברים בין מצב למצב מתרחשים בצורה תקינה .על כן ,תכנון וראיפיקציה לאחר שילוב ה- Power Gatingבשבב הינו חיוני. פרויקט זה נמצא בשנתו החמישית ,כאשר אשתקד התרכזו בבניית סביבת אנליזה פורמלית אוטומטית המזהה ומבודדת פלופים חיוניים הזקוקים לתא .SRPG השנה ,המטרה המרכזית בפרויקט הינה אימות מתודולוגיית הוראיפיקציה הפורמלית שנבדקה בשנה שעברה ,שיפורה והתאמתה לתכנונים גדולים ומורכבים עוד יותר .השנה המודול תחת מבחן יינתן ע"י חברת .CEVA 92 שם הפרויקט : ממיר חד-פאזי בעל נצילות גבוהה עבור תאים פוטו -וולטאיים מספר הפרויקט : p-2012-086 סטודנטים : עדי אקלימי ליאת שכטר מנחה : פרופ' ראול רבינוביץ תקציר : ממיר חד פאזי זרם ישר /זרם חילופין הוא רכיב חשוב המחבר בין תאי שמש פוטו-וולטאים לבין רשת החשמל .נצילות הממיר היא בדרך כלל בין 90%לבין . 95% לאחרונה ,פורסם בספרות על ממיר שנצילותו יכולה להגיע ל. 99%- הפרויקט יבדוק ממיר זה בסימולציות וגם יהיה ניסיון לבנות אותו. יותר מזה ,יהיה ניסיון להשליך את הנצילות של 99%במערכת חד-פאזית לנצילויות דומות במערכת תלת-פאזית. 93 שם הפרויקט : הרחבת רוחב סרט של אנטנות קטנות מספר הפרויקט : p-2012-087 סטודנטים : רון משגב עלי אלסנע מנחה : פרופ' ראובן שביט תקציר : עם מזעור הטכנולוגיה והרחבת שימושיה ,נוצר צורך באנטנות בעלות רוחב פס גדול ככל שניתן תוך הקטנת ממדיה הפיזיים ככל הניתן.בשנת 1948פרסם ] Chu [1מאמר המדבר על חסם תחתון של גורם טיב באנטנות קטנות .מהמאמר עולה כי קיים גורם הטיב מינימאלי עבור כל אנטנה קטנה ) (ka<<1החסומה בכדור ברדיוס a,תוך שימור על השימושיות של האנטנה מבחינת נצילות והגבר . עם התפתחות המחקר בנושא תוקן החסם של Chu,בין השאר על ידי [2] Hansen.כמו כן התבצעו ניסויים בגיאומטריות שונות ונמצא כי האנטנה הספירלית (4-Arm Folded )Spherical Helixשל ] Steven R. Best [3בה נתמקד בעבודה זאת ,מתקרבת בצורה טובה לחסם התיאורטי של גורם הטיב . בפרויקט נבצע אופטימיזציה של פרמטרי האנטנה ע"מ לקבל גורם טיב שיתקרב כמה שיותר לחסם התחתון של Hansen.נשנה את הפרמטרים הגיאומטריים של האנטנה ונבדוק אפשרות של הוספת רכיבים פסיביים לאנטנה. 94 שם הפרויקט : עיבוד תמונה תת ימית בזמן אמת מספר הפרויקט : p-2012-088 סטודנטים : בן פלד אהד מויסי מנחה : פרופ' הוגו גוטרמן מר עמיר קולאמן תקציר : וידאו ותמונה בצבע נמצאים כיום כמעט בכל יישום של עיבוד תמונה .שיפור תמונה בצבע דרוש על מנת לאפשר את השימוש היעיל ביותר בנתונים המתקבלים מהמצלמה הצבעונית מתחת למים. תחום עיבוד תמונה משמש לשתי מטרות עיקריות : א( שיפור ויזואלי של תמונה עבור הצופה . ב( לצורכי מדידת מאפיינים ומבנים הנמצאים בה . בכדי לשפר את התמונה ויזואלית עלינו להתמצא במערכת הראייה של האדם ובדרכים בה אנו מייצגים תמונות באמצעות מתקני קלט -פלט )כגון חיישנים ,מצלמות ,מסכים ,תמונות ועוד ( .מדידה וזיהוי של מאפיינים בתמונה דורש הגדרה מדויקת של מאפיינים אלה ,לדוגמה ע "י קצוות ,מבנה ,צבע או בהירות .בפרויקט זה אנו נבצע עיבוד של תמונה צבעונית שצולמה מתחת למים על ידי כלי רכב אוטונומי . הפרויקט שבוצע בשנה שעברה עסק בעיקרו בתכנון שבב שמשפר את התמונת מימית ועיבוד התמונה ע"י שימוש בשיטת עיבוד חדשה Caged Image Processing ) -עיבוד תמונה כלוא( שיטה חדשה זו משתמשת בעיקרון הגבלת האמפליטודה שמקורו בתורת היחסות ,טכניקה זו מאפשרת לקבל תמונה עם תחום דינאמי מוגבל ,מה שמגביר לנו באופן משמעותי את איכות התמונה. במסגרת פרויקט זה ,נהייה אחראים על בניית מערכת חומרה בזמן אמת המשפרת את תמונת הצבע בשיטה חדשנית שמשתמשת בעקרונות מתורת היחסות בעיבוד תמונה .נעבוד בשיתוף פעולה עם צוות נוסף שאחראי על האלגוריתם .מטרת הפרויקט היא יישום האלגוריתם שפותח ונחקר בפרויקטים קודמים ומקבילים. 95 שם הפרויקט : אלגוריתמים לעיבוד תמונה תת ימית בזמן אמת מספר הפרויקט : p-2012-089 סטודנטים : מור אזולאי מנחה : פרופ' הוגו גוטרמן מר עמיר קולאמן תקציר : בני האדם משתמשים בראייה כדרך הראשית לאיסוף אינפורמציה מהסביבה .אנו קולטים מידע רב ומדויק יותר ובצורה מהירה יותר מתמונה מאשר כל אמצעי אחר .מערכת הראייה של בני האדם כל כך יעילה באיסוף מידע כך שאנו מתרגמים מידע רב לתמונות )גרפים ,מפות וכו'(. איסוף מידע תת-ימי הוא המפתח להבנת תהליכים פיסיקליים של הפלנטה ולהבנת החיים התת- ימיים .פיקוח ותיעוד תת-ימיים הינן פעילויות חשובות בנושאים ביטחוניים כגון שמירה על גבולות ,אבטחת נמלים ופעילות צבאית תת-ימית שוטפת .קיימים חיישנים רבים למדידת התכונות הפיסיקליות וכימיות של המים ,בנוסף קיים הסונאר אשר משמש כאמצעי בולט לאיסוף מידע תת ימי .תפקיד התמונות משמש ככלי ווידוא בעל יכולת זיהוי פריטים גבוהה ומדויקת יותר מהסונאר. אנו יודעים שע"י צילום בתווך של אוויר אנו יכולים להגיע לדיוק רב של האובייקט המצולם מבחינה ספקטרלית של צבעים ,גם למרחקים גדולים .מתחת למים המצב אינו כזה. תכונות המים מפריעות למעבר האור ויוצרות עיוות בתמונה ככל שמעמיקים. פרויקט זה מציע גישה חדשנית ופורצת גבולות לעיבוד תמונות תת ימיות בשיטה חדשה לעיבוד תמונה בצבע המבוססת על תורת היחסות .מטרת הפרויקט היא מציאת אלגוריתם חדש לשחזור צבעים בתמונות תת-ימיות על מנת לבטל את השפעת המים ,רעשים ושינויים בניגודיות כך שבסופו של דבר נקבל תמונה העונה על הדרישות הבאות : .1קבלת תמונה ברורה. .2קבלת תמונה שתאפשר סגמנטציה אופטימאלית -שניתן לאסוף ממנה כמה שיותר מידע . 96 שם הפרויקט : העברת נתוני עוקב ראש אופטי במערכת ראש מספר הפרויקט : p-2012-090 סטודנטים : אולגה גורביץ מנחה : ד"ר רון דבורא תקציר : דרך ערוץ אלחוטי אלביט מחשבים מטרת הפרויקט היא לבנות רשת אלחוטית שתענה על דרישות מערכת נוקשות. רשת Wi-Fiהוא השם למספר תקנים לציוד רשת אלחוטית במרחב המקומי המבוססים על תקן . 802.11 IEEE.תקנים אלה מאפשרים פריסת רשת תקשורת בגלי רדיו שבה משודרות חבילות נתוני IPבין הצרכנים השונים ,למרחקים של כמה עשרות או מאות מטרים. U U U U U U U U U U להלן מספר סוגי תקנים: 802.11aתחום התדריםGHz, 5 :קצב תעבורה 54 :מגה סיביות לשנייהU U U U U U U U 802.11bתחום התדריםGHz, 2.4 :קצב תעבורה 11 :מגה סיביות לשנייה 802.11gתחום התדריםGHz, 2.4 :קצב תעבורה 54 :מגה סיביות לשנייה802.11n -תחום התדריםGHz/5GHz, 2.4 :קצב תעבורה :עד 450מגה סיביות לשנייה ברצוננו להעביר מידע בין שתי יחידות קרובות .אחת היחידות היא נייחת והשנייה בתנועה. יחידות אלו בעלות קצב העברה גבוה של 27מגה בייט/שנייה וכמו כן נדרש סנכרון מלא בשליחה וקבלה. לבניית מערכת מסוג זה יש למצוא רכיבים מתאימים שיוכלו לענות על דרישות התקשורת ולספק קצב העברת נתונים גבוה. במהלך בנית ערוץ התקשורת ניאלץ להתמודד עם מספר בעיות. הבעיה המרכזית היא שרשת אלחוטית איננה רשת מסונכרנת .כלומר,בעת קבלת פקודה לשידור, הרשת האלחוטית תחילה תחפש תדרים פנויים ורק לאחר מכן תשדר את האות המבוקש. כיוון ששתי היחידות שלנו,הניידת והנייחת ,חייבות להיות מסונכרנות ,חיפוש זה מכניס השהיות למערכת. בעיה נוספת שעימה נאלץ להתמודד היא צורת החיבור בין היחידה הנייחת למודם האלחוטי. כרגע היחידה הנל איננה יכולה להתחבר בצורה שירה למודם וזקוקה לסוג של "תיווך". כדי לפתור את הבעיה נבדוק אופציה של תיכנות רכיב כדי שיוכל לקבל פרוטוקול תקשורת של היחידה הנייחת מצד אחד ,ולהתחבר ישירות למודם האלחוטי מצד שני. 97 שם הפרויקט : מגבר הספק לתדרי רדיו בגישת מהפך מספר הפרויקט : p-2012-091 סטודנטים : טל סוכריאנו מנחה : פרופ' ראול רבינוביץ תקציר : מגברי רדיו נמצאים כיום בשימוש רחב בעולם ? תקשורת אלחוטית ,שידורי טלוויזיה, מכ"מים וחימום ע"י גלי רדיו. המגבר המדובר הינו מגבר class Dדיגיטלי המיושם ע"י טרנזיסטורי MOSFETהמשמשים כמתגים או במילים אחרות ? מהפך. במגבר class Dישנה מורכבות מסוימת ? טרנזיסטור אחד צריך לעבור למצב של ONאו OFF בו-זמנית עם הטרנזיסטור השני על מנת למנוע עיוותים באות ובמקרים מסוימים אף למנוע כשל של ה .MOSFET-אבל ,בתכנון ראוי ,המגבר יכול להציע הטבות רבות כגון ? גודל ומשקל מזעריים ,בזבוז אנרגיה מופחת ,עלות נמוכה והמרת אנרגיה יעילה. פרויקט זה ינסה לתכנן וליישם מגבר הספק לתדרי רדיו שיתבסס על טכנולוגית המהפך. 98 הסרת ערפל מתמונות וידאו שם הפרויקט : מספר הפרויקט : p-2012-092 סטודנטים : אסף אהרון עינן מידן מנחה : פרופ' סטנלי רוטמן מר צבי פרידמן מר עמנואל בן-ברוך תקציר : אלתא ,ל"א מכ"מ ואביוניקה כלי תצפית צבאיים סובלים לעיתים קרובות מבעיית ראות קשה שנובעת מערפל ,עשן או אבק. בעיית הראות מקשה הן על זיהוי עצמים והן על עקיבה אחר מטרות .בפרויקט זה נציע אלגוריתם אשר יאפשר את שיפור הראות של וידאו באיכות ,720x480ונממשו בעזרת כרטיס גרפי מרובה ליבות מסוג E6760של חברת .AMD "Dark האלגוריתם להסרת ערפל מתמונה בודדת מתבסס על הנחה מוקדמת ידועה שנקראת " .Channel Priorלפי הנחה זו כמעט בכל " "patchשניקח מתמונה נקייה ממערפל קיימים פיקסלים בעלי עוצמת אור נמוכה )שואפת לאפס( בלפחות ערוץ צבע אחד ) .(R/G/Bהנחה זו מאפשרת לנו למצוא את מידת האור האטמוספרי ואת שיעור התווך בתמונה עם ערפל ,שהם הנעלמים החסרים במשוואת הערפל. קיימת להצגת מטרות משימה חשיבות רבה לזמני הריצה של האלגוריתם .ככל שנקצר את זמני החישוב נוכל להגיע רצף תמונות מהיר יותר ובכך לאפשר יישומים צבאיים רבים יותר .כיוון שזיהוי צבאיות דורש רזולוציה גבוהה מאוד ,זמן העיבוד הוא ארוך ולכן עומדת לפנינו נוספת :מציאת האלגוריתם היעיל ביותר. היחידה הגרפית נקראת ) GPGPU (General Purpose Graphical Processing Unitומתאפיינת ביכולת עיבוד גבוהה מאוד .לכרטיס זה ) 480 (AMD E6760ליבות שמאפשרות עיבוד מקבילי, ובכך מושג חישוב יעיל ומהיר יותר .המימוש בכרטיס מתבצע תוך שימוש בספריה ייעודית לעיבוד מקבילי שנקראת .OpenCL . 99 שם הפרויקט : בניית אבני בניין גנריות למודם אלחוטי מספר הפרויקט : p-2012-093 סטודנטים : איתי טמיר מנחה : ד"ר שלמה גרינברג מר יחזקאל עובד מר חיים אבישור תקציר : אלתא ,ל"א מכ"מ ואביוניקה מודמים אלחוטיים הינם הבסיס לכל התקשורת בזמנינו -החל מגלישה באינטרנט ,ממשיך בהעברת נתונים בין מערכות בקרה שונות ,ועד לתקשורת לוויינית. עקב התפתחותם הטכנולוגית של מעבדי , DSPוכניסתם לשוק של מעבדים חזקים במיוחד, הוחלט בחברת אלת"א לממש חלק מפעילויות שרשרת הבלוקים של מודם אלחוטי על , DSPבמקום באמצעות חומרה דיגיטאלית כפי שהיה עד כה. בפרויקט ימומשו מספר בלוקים מתוך שרשרת הבלוקים של מודם אלחוטי ,תוך שימוש בשיטת אפנון .BPSKהאלגוריתם הפנימי של המודם מוגדר באופן עצמאי על ידי החברה. מימוש הפרויקט יעשה על ידי מעבד ,SC-3850בסביבת העבודה ,Code Warriorכאשר הבדיקות והאופטימיזציה של המערכת יעשו על ידי אפשרויות ה debug-של סביבת העבודה וכן על ידי .Emulator On Chip -EOC 100 שם הפרויקט : התפשטות אלומה גאוסית במוליכי גלים מספר הפרויקט : p-2012-094 סטודנטים : בני זלמן עידו זינדני מנחה : ד"ר תימור מלמד תקציר : נושא ההתפשטות של אלומות גאוסיות מקבל בשנים האחרונות תשומת לב רבה עקב ריבוי אפליקציות בתחומי האופטיקה ,הדמיה ,גיאופיסיקה ועוד .הפרויקט הנוכחי עוסק ביישום אלומות גאוסיות של שדות סקלריים בתחום התדר .הבחירה באלומות גאוסיות נובעת מחוסר הרגישות שלהן למכשולים כמו קצוות חדים ולאזורי מעבר מאור לצל שלא כמו באופטיקה הגיאומטרית ,ומנוחות השימוש של שדות קרניים ,בגלל התכונות הלוקאליות שלהן .בנוסף, רק אלומות שעוברות בסביבה של נקודת התצפית תורמות לשדה בנקודה וכתוצאה מכך פוחתות מספר האלומות שיש לחשב וגוברות התכונות הלוקאליות שלהן .בדרך זו ,השדה במפתח מיוצג כסכום של אלומות גאוסיות אשר יוצאות מנקודות שונות על מישור המפתח בזויות שונות ומתפשטות בתווך. פרויקט זה מתמקד בהתפשטות גלים במובילי גלים .פתרונות מסורתיים להתפשטות שדות במובילי גלים עלולים להיות מאוד מסובכים ככל שהמבנה מורכב יותר ,דבר הדורש חישובים איטרטיביים שצורכים זמן ארוך מאוד במקרה של אי-רציפויות בתנאי השפה .בשלב הראשון, התפשטות של אלומה גאוסית בודדת מחושבת בגלבו מלבני ,תוך כדי חישוב מקדמי החזרה ומרחקי קולימציה ,ובשלב מאוחר יותר הניסוח מורחב למבנה גלבו מורכב יותר. 101 שם הפרויקט : שחזור הולוגרמה רוויה מספר הפרויקט : p-2012-095 סטודנטים : יפתח אריאל ורד הירשמן מנחה : פרופ' יוסף רוזן ד"ר אדריאן שטרן מר יאיר ריבנסון תקציר : & Nyquit שיטות קונבנציונאליות לדגימה של אותות עובדות לפי התיאוריה המוכרת של ,Shannonשאומרת שיש לדגום את האות בתדירות כפולה מזו של התדר המקסימלי של האות. חישה דחוסה או (Compressed sensing (CSהינה תיאוריה חדשה המאפשרת את פיתוחם של דור חדש של חיישנים ,אשר מסוגלים ל"שבור" את הגבול שהוצב על-ידי ,Shannonלדגום בקצב נמוך בהרבה מקצב ,Nyquistועדין לשחזר את האות באופן מדויק .תיאורית ה CSהמבוססת על העובדה שקיים ייצוג דליל ,תחת בסיס כלשהו ,עבור מחלקה גדולה של אותות טבעיים. על-ידי שימוש בכלים שתיאוריה זו מעניקה לנו ,ניתן לבצע מטלות כמו שחזור תמונה באיכות של 10מגה פיקסל מאחד מגה פיקסל ,תיקון תמונות ,או שחזור מלא של אובייקטים מוסתרים. בפרויקט זה נבצע שחזור של הולוגרמה אשר חלק גדול מהפיקסלים שלה נמצא במצב של רוויה. במצב זה כל מה שאנחנו יודעים על חלק גדול מהמדידות הוא שהם עברו סוף מסוים שמעליו אין כבר משמעות למדידה .זהו מצב מעשי שיכול לקרות כמעט בכל ניסוי הולוגרפיה .נרתום את יכולת החישה הדחוסה על-מנת לשחזר את ההולוגרמה ממעט הדגימות הטובות הקיימות. הפרויקט יתבצע בסימולציית מטלב ובניסוי מעבדה. 102 שם הפרויקט : ביטול הצימוד במערך אנטנות בעזרת רשת הזנה מספר הפרויקט : p-2012-096 סטודנטים : אביעד אברהם קיסוס מנחה : פרופ' ראובן שביט תקציר : עם התפתחות הטכנולוגיה בעולם התקשורת של היום ,גדל גם הצורך במערכי אנטנות בתחומים שונים .ישנן בעיות שונות בשימוש עם האנטנות הללו ולכן יש צורך תמידי לשפר את הביצועים וליצר מערכים חדשים אשר מתאימים ליישומים שונים. אחד השיפורים הנדרשים הוא ביטול הצימוד ההדדי בין האלמנטים במערך .כאשר קיים צימוד, שינוי העירור משנה את האימפדנס האקטיבי בהדקי הכניסה של המערך וזאת כתוצאה משינוי הזרמים .הדבר גורם לשינוי התיאום עבור עקומי קרינה שונים והופך אותו לתלוי עירור, דבר הדורש רשת תיאום שונה עבור כל עירור. ישנן שתי גישות עיקריות לביטול הצימוד .בפרויקט זה ,כמו בפרויקט הקודם ,מאומצת הגישה שבה מתכננים רשת הזנה אשר מחוברת למערך האנטנות; כניסותיה של רשת זו אינן מצומדות וכך אפשר לתאם את המערכת עבור עקומי קרינה שונים ,ללא קשר לעירור .בגישה זו קיימות שיטות שונות לתכנון של הרשת ,כאשר זו תוכננה תוך שילוב של שתי שיטות ידועות; השיטה הראשונה מנצלת את הסימטריה של מערך האנטנות ופועלת בשלבים בעוד שהשנייה כללית יותר ומצריכה מספר רב של מצמדים .בנוסף ,תוכננה הרשת הקודמת עבור הזנת מערך אנטנות לינארי. מטרת הפרויקט הנוכחי היא תכנון רשת דומה לזו בפרויקט הקודם עבור שני סוגי מערכי אנטנות .הראשון הוא מערך וולנוובר ) (Wullenweberשהוא בעצם מערך עגול ,כאשר האנטנות פרושות על היקף של עיגול .ואילו השני הוא מערך פלנרי דו ממדי ,כלומר קיימות אנטנות גם בציר Xוגם בציר .Yכמו כן ,נרצה גם ליישם את רשת ההזנה בעזרת אלגוריתם אופטימיזציה עם רכיבים אמיתיים עם הפסדים. 103 שם הפרויקט : דלגלג רב סיביות בהספק נמוך מספר הפרויקט : p-2012-097 סטודנטים : גיל חן רונן פז מנחה : ד"ר אלכסנדר פיש תקציר : צריכת ההספק הפכה לאחת מהבעיות המרכזיות בתכנון מעגלים משולבים ) ,(IC Designעבור יישומים נייחים ובייחוד עבור יישומים ניידים .במעגלים מודרניים חלק משמעותי מההספק מנוצל עבור דחיפת אות השעון ) (Clock treeל Flip Flopsהפזורים בכל המעגל .עבור מעגל סטנדרטי כ 50%-מההספק מנוצל למטרה זו .בנוסף ,אחוז גבוה מאוד של צריכת הזרם מתרכז לרגע מיתוג השעון ,בשל שינוי המצב בכל ה FFבאותו הרגע .לצורך תפקוד תקין הFF משתמש באות השעון ובאות המשלים ) Clockו ,(~Clockיצירת אות משלים זה עבור כל ,FF כפי שמבוצעת כיום ,גורמת לריבוי מהפכים וענפים ב .Clock treeיצירת (MBFF) Multiple ,Bit Flip Flopע"י שיתוף המהפכים לדחיפת אות השעון של מס' ,FFמצמצמת את צריכת ההספק הדינאמית של המעגל בצורה משמעותית .דרך פעולה זו מקטינה את כמות הרכיבים במעגל וכתוצאה מכך גם את שטח המעגל .חסכון נוסף בצריכת ההספק של ה clock treeמבוצע ע"י Clock gatingלחלק מה FFבמעגל .נטרול חלק מה FFבפרקי הזמן שהם אינם בשימוש ,ע"י נטרול השעון ,חוסך כ 50%-מההספק הדינאמי .על מנת למצע את צריכת הזרם מהמקור ,ניתן ל'פזר' את זמן המיתוג של ה FFהשונים על פני זמן המחזור )כל עוד לא פוגעים במגבלות הטיימינג( ,בעזרת יצירת השהייה נוספת לקבוצות FFשונות.במחקרים שבוצעו עד היום, המעבר לעבודה ב MBFFובחירת קבוצות ה FFלנטרול נעשה לאחר תכנון המעגל ) Post ,(placementע"י אלגוריתמים המחשבים אילו FFניתן לשתף )משיקולי סנכרון שעון ומרחק פיזי במעגל( .מטרתנו בפרויקט הינה תכנון ובניית תאי ספרייה של MBFFבני עד 16ביט, בעלי יכולת ל ,Clock gatingויכולת ליצירת השהייה מתוכנתת לכל תא .שלבי הבנייה יכללו :תכנון אלמנט השהייה ניתנת לתכנות ,שילוב מס' תאים של 1-Bit FFלכדי ,MBFF יצירת יחידת ,Clock Gatingביצוע אופטימיזציית הספק ורגישות לטמפ' ושגיאות ייצור עבור הרכיבים הנ"ל ,ולבסוף שילוב כל היחידות לכדי תאי ספרייה בני 8 ,4 ,2ו 16-ביט. בכך נוכל לצמצם את צריכת ההספק ,שטח המעגל ,למצע את צריכת הזרם ולהקטין את כמות הרכיבים בצורה טובה יותר. 104 שם הפרויקט : זכרון בעל שער עליון-תחתון עם זרמי זליגה נמוכים בארבעים ננומטר מספר הפרויקט : p-2012-098 סטודנטים : אסי לזר מנחה : ד"ר אלכסנדר פיש מר אדם שמואל תימן תקציר : המגמות המובילות בשנים האחרונות בתכנון VLSIהן להורדת צריכת האנרגיה עלידי יצירת מעגלים נמוכי הספק .אחד מגורמי צריכת ההספק ,במיוחד ברכיבי VLSIגדולים ,כמו מערכי זכרון ,SRAMהוא זרם הזליגה .זרם זליגה נצרך בזמןהסטטי של הרכיב ,כאשר הוא בהמתנה או לאחר שסיים מיתוג .בתהליכי יצור תת מקרוניים חדשניים ,זרם הזליגה של תאי זכרון SRAMיכול לגרום לצריכה של מעל לחצי מצריכת ההספק של המיקרו מעבד כולו.פרוייקט זה מתמקד בתכנון ויישום של מערך זכרון SRAMבהספק נמוך עם זרמי זליגה נמוכים. פרוייקט זה יישום בתהליך " , " TSMC 40nm LP TSMC 40nm LPבשימוש בכלי תוכנה " " Cadence Virtuosoלתכנון וסימולציות של הרכיב. אם ניתן ,הפרוייקט יסתיים עם יצור של מערך זכרון אחד או יותר שיפותחו בתוך מסגרת הפרוייקט ומדדיות יבוצעו על הרכיב לאחר יצורו בסיליקון. 105 שם הפרויקט : מדידה ואופטימיזציה של מתח ההמתנה המינימאלי בזיכרון SRAM מספר הפרויקט : p-2012-099 סטודנטים : נועה עדרי שרון פריימן מנחה : ד"ר אלכסנדר פיש מר אדם שמואל תימן תקציר : בשנים האחרונות הולך וגדל הביקוש עבור מכשירים אלקטרוניים ניידים בעלי הספק נמוך. ביחד עם התקדמות במזעור הטכנולוגיה ,זליגת ההספק של הזיכרון על הצ'יפ גדלה באופן משמעותי ושולטת על צריכת ההספק של הרכיב כולו ,דבר המקצר את חיי הסוללה. זיכרון SRAMמכיל את החלק הגדול ביותר בצ'יפ ,לכן הורדה בזליגת ההספק מהזיכרון הינה הכרחית להצלחה בתכנון מערכות בעלי הספקים נמוכים. אחת ההזדמנויות הטובות ביותר להורדת הספק במעגלים משולבים היא הורדת מתח הStandby- של מערכי זיכרון ה SRAMלמינימום ,מתח אשר נקרא סף אחזקת המידע ).(DRV לאחר מחקר וניסיון בבדיקת תאי זיכרון ,הצעד העיקרי שלנו זה לבנות מערך בדיקה פנימי על הצ'יפ עצמו ) .(BISTמערך בדיקה פנימי מספק יתרונות של הפחתת זמן ,חיסכון כסף וכיסוי רחב יותר של בעיות .כדי להוריד את זליגת ההספק בזיכרון ,מערך הבדיקה שלנו יכלול פונקציונליות נוספת אשר תזהה מהו סף אחזקת המידע של מערך זיכרון נתון בנוכחות .process variation ידע של ה DRVהוא המפתח להבטחת הפעלת המערך בנקודת מינימום האנרגיה. 106 שם הפרויקט : חיבור טורי של מערכי זיכרון להורדת זליגות ומחזור מטען מספר הפרויקט : p-2012-100 סטודנטים : אור דגן אלון שמיר מנחה : ד"ר אלכסנדר פיש מר אדם שמואל תימן תקציר : SRAMמהווה זיכרון מהיר ואמין יותר מזיכרון ה ,DRAM -הנפוץ יותר ,ולכן עושים בו שימוש במערכות הדורשות רמת ביצועים גבוהה ,כגון :טלפונים סלולאריים ,מיקרו-מעבדים, נגני מוסיקה ניידים ,מצלמות דיגיטליות ועוד ...תאי זיכרון משחקים תפקיד מרכזי במכשירים מן הסוג הזה ,וצריכת ההספק של תאים אלה מהווה חלק משמעותי מצריכת ההספק של אותם מכשירים. בהתאם לכך החלטנו למקד את הפרויקט שלנו בניסיון לצמצם צריכת הספק במערך תאי זיכרון מסוג SRAMבטכנולוגית .TSMC 40nmגישת התכנון היא "לערום" בלוקים של זיכרון על מנת לעבוד עם מתח שהוא מכפלה שלמה של מתח ההפעלה הנומינלי של הזיכרון ,וכך לחסוך את הצורך בהמרה מפורשת של מתחי . DC-DCאנו מתכננים לבצע שינוי והתאמה של ארכיטקטורת המערך באופן שיאפשר צמצום בזרם הזליגה של התאים והפחתה בצריכת ההספק הכולל. 107 שם הפרויקט : לוגיקת מצב כפול בהספק נמוך מספר הפרויקט : p-2012-101 סטודנטים : אלכסי קובשילובסקי סלבה יוזנינוב מנחה : ד"ר אלכסנדר פיש מר איתמר לוי תקציר : לוגיקת CMOSמהווה חלק מרכזי ועיקרי בתכנון ובניית מעגלים משולבים עוד מראשית התפתחותם של המעגלים המשולבים ) (ICבשנות ה 60-המוקדמות .הלוגיקה מאופיינת בצריכת זרם סטטי נמוכה ,עבודה ברמות לוגיות מלאות ,חסינות לרעשים ובעיקר האוניברסאליות והפשטות שבמימוש כל שער ומעגל לוגי אפשרי .החיסרון העיקרי של לוגיקת ה CMOS-הוא בביצועי המהירות הנמוכים יחסית ללוגיקות אחרות ובראשן הלוגיקה הדינאמית ) Dynamic .(Logic לכן ,מכיוון שרוב היישומים העכשוויים דורשים הן מהירויות גבוהות והן צריכת הספק נמוכה ,ישנו צורך בלוגיקה שתוכל לענות על שתי הדרישות .הלוגיקה שבה נתמקד בפרויקט תהיה לוגיקת ה (Dual Mode Logic) DML-שהיא למעשה הכלאה של לוגיקת CMOSהסטנדרטית והלוגיקה הדינאמית ,כך שהמעגלים שיתוכננו בשיטה זו יוכלו לפעול בכל אחת מהדרכים )סטטית/דינאמית( וזאת בהתאם בצורכי המתכנת/משתמש .כך למשל ,כאשר ישנו צורך בצריכת הספק נמוכה לאריכות חיי הסוללה המעגל יעבוד במצב הסטטי )דמוי (CMOSויצרוך מעט הספק ,לעומת זאת בעת הפעלת יישום שדורש ביצועים גבוהים ,ניתן יהיה להעביר את המעגל לעבוד במצב הדינאמי. בפרוייקט זה אנו נתמקד במחקר מעמיק של לוגיקת ה DML-בטכנולוגיית ,nm40תוך גילוי כל מאפייניה ותכונותיה .המטרה העיקרית היא הרכבת ספריה של תאים בסיסיים בלוגיקת ה,DML- אשר תתאים לשילוב בכלים של תהליך התכנון הסטנדרטי )כלים שכבר קיימים עבור לוגיקת .(CMOSהתאמה של משפחת ה DML-לתהליך התכנון האוטומטי תעודד את שילובה הרחב של הלוגיקה בתעשייה בת ימינו. 108 שם הפרויקט : סינתזת מעגלים דיגיטליים בטכנולוגיית ) :Dual Mode Logic (DMLמשפחה לוגית משולבת. מספר הפרויקט : p-2012-102 סטודנטים : אמוץ שילוני אוהד ברון מנחה : ד"ר אלכסנדר פיש מר איתמר לוי תקציר : אחד מהאתגרים המרכזיים בתעשיית המוליכים למחצה הוא פיתוח שבבים אשר יהיו מהירים ובעלי צריכת הספק נמוכה. בפרויקט זה נבחן את התנהגות טכנולוגיית (DML) Dual Mode Logicוננסה להציב אותה כאלטרנטיבה מעשית לשיטות תכנון סטנדרטיות ) ,CMOSלוגיקה דינמית( .זאת ,על ידי שילובה בתהליך פיתוח השבבים הסטנדרטי וביצוע אינטגרציה שלה לכלי הפיתוח המודרניים. כיוון של כל סטטית החדשה שתהליך הפיתוח הסטנדרטי הנוכחי אינו תומך בלוגיקה דינאמית ודורש בנייה ידנית מעגל כזה ,נחפש אפשרות להטמיע את ה DML-בכלי הפיתוח ולתמוך באפשרות לשליטה הן והן דינמית במהלך עבודת השבב .כמו כן עלינו לבדוק את יתרונות הטכנולוגיה ואת המגבלות ביישומה. 109 שם הפרויקט : תכנון מעגלים מצפינים בהספק נמוך מספר הפרויקט : p-2012-103 סטודנטים : מני אור נאור נועם עזרא מנחה : ד"ר אלכסנדר פיש מר הדר דגן תקציר : השימוש בכרטיסים חכמים תופס תאוצה רבה בעולם בשנים האחרונות .החל באנשי הקשר בכרטיס ה ,SIMוכלה בכרטיס הנסיעה הציבורית האלקטרוני ,כולם אפליקציות המבוססות על כרטיסים חכמים ומאובטחים .בעתיד הנראה לעין נראה שמגמה זאת רק תתחזק ויותר מידע רגיש יהפוך לדיגיטאלי ומוצפן ,כמו למשל הארנק הדיגיטאלי או תשלומי האשראי אשר יוכלו להתבצע בעזרת שבב במכשיר הסלולארי. כיום ,יכולות הפריצה אל רכיבים אלו התפתחה ,ויש סוגי פריצה אשר "עוקפים" את האלגוריתמים התוכניים ומנצלים את צריכת ההספק של הרכיב על-מנת לפרוץ אותו .מסיבות אלו גדל הצורך באבטחה של רכיבים קריפטוגרפים שונים. השיטה העיקרית הנחקרת במסגרת הפרויקט מתבצעת ע"י שינויים ברמת הארכיטקטורה ,הזזת גבוהים )כלומר הזזה ימינה( והפעלת הרכיב (MEP) min energy pointלעבודה במתחים במתחים נמוכים )משמאל ל ,(MEPיגרמו להספק הנצרך להיות פחות תלוי במידע שמעובד ברכיב ,מה שיגרום לחסינות גדולה יותר מול פריצות הספק. שיטת ההצפנה המקובלת ביותר כיום היא .AES-128אנו נבדוק מרכיב מהצפנה זאת בשם S- .BOXנבדוק אותו במתחים נמוכים מנק' ה .MEPעבודה נמוכה מנק' ה MEPתגרום לרכיב לבזבז יותר הספק סטטי ובכך יהיה קשה יותר לעקוב אחרי הפעולות המתבצעות כלומר התנגדות הפריצה תעלה. 110 שם הפרויקט : תכנון וייצור של מתמרי DC-DCלתג RFID מספר הפרויקט : p-2012-104 סטודנטים : אנטולי מרדכי איגור בוגוסלבץ מנחה : ד"ר אלכסנדר פיש מר הדר דגן תקציר : הפרוייקט הינו אחד מכמה פרוייקטים אשר שלובים זה בזה והם חלק מפרוייקט הRFID - ((Radio Frequency Identificationשל חברת Tower-Jazzבשילוב עם המרכז ל .VLSI-גורם מכריע אשר עד כה הגביל שימוש נרחב יותר בתגים אילו הוא מחירם .חברת Tower-Jazz פיתחה זיכרון FLASHחדשני אשר אינו דורש תהליך ייצור מיוחד אלא מתבסס על תהליך ה- nm180של החברה ,ולכן בעל פוטנציאל להיות משתלם מאוד מבחינה כלכלית .תגי RFID יכולים לכל הפחות להחליף לגמרי את הבאר-קודים המוכרים והותיקים ,ועם מעט חשיבה מקורית ,אף לבצע מטלות מתקדמות הרבה יותר ולחסוך זמן וכסף .תג RFIDכולל בתוכו מגוון רחב של מעגלים הנדרשים לצורך שמירת מידע ,קריאה שלו ,במידת הצורך אף כתיבה ומחיקה שלו ,ומעגלי תקשורת אשר נדרשים לצורך קבלת מידע מן העולם החיצון ושליחה של מידע החוצה. בכדי לבצע כתיבה ומחיקה של זיכרון ה FLASH-נדרשים מתחים גבוהים יחסית של כ.V5±- העובדה כי תג ה RFID-מתוכנן להיות פאסיבי ולקצור את האנרגיה מהסביבה ,בשילוב עם מתח המוצא של מעגל קצירת האנרגיה שיהיה בסדר גודל של V1.8בלבד אינה מאפשרת פעולה תקינה של זכרון ה .FLASH-המעגלים הנדרשים הם מכפל מתח פי 3ומכפל פי 3עם היפוך קוטביות. אנו נבחן את המעגלים הקיימים למטרה זו ,נבחר את המעגל המתאים ביותר לצרכים שלנו, נתכנן את המעגל ולפרוס אותו על גבי הסיליקון .המעגלים ייוצרו על ידי חברת Tower- ,Jazzדבר שיאפשר בדיקות של המעגל האמיתי לצורך אימות תוצאות הסימולציות ושיפור הביצועים בהתבסס על תפקוד המעגל הפיסי. 111 שם הפרויקט : תכנון וייצור של בקר דיגיטלי לתג RFID מספר הפרויקט : p-2012-105 סטודנטים : ערן גור דקל חסיד מנחה : ד"ר אלכסנדר פיש מר הדר דגן תקציר : ,Radio Frequency Identificationאו בקיצור ,RFIDהיא טכנולוגיה של תיוג אלקטרוני באמצעות גלי רדיו .הטכנולוגיה מבוססת על התקנים קטנים )תגיות( המוצמדים לעצם אותו מעוניינים לזהות ,ומאחסנים מידע הניתן לקריאה ולכתיבה על ידי מכשיר מתאים באופן אלחוטי תוך שימוש בגלי רדיו. השימושים בטכנולוגיה זו הינם רבים ומגוונים .החל בברקוד המוטבע על מוצרים ,אשר מכיל אינפורמציה על מחיר המוצר והיצרן ,וכלה במפתחות המכילים שבב אימובילייזר הדרוש להתנעת כלי רכב ואף זיהוי פנים ביומטרי .דוגמה פרטנית הנמצאת בשימוש נרחב הינה 'פסקל' ,מנוי לכביש ,6אשר מבוסס על טכנולוגיית .RFID רכיב RFIDפאסיבי ,הינו רכיב חסר מקור כוח ולמעשה "מופעל" על-ידי ההשראה האלקטרו- מגנטית הנובעת מן הגל המגיע מהקורא .אותו הגל משמש ,הלכה למעשה ,כמקור כוח לתגית. טכנולוגיית Energy Harvestהיא זו המאפשרת את המרת הגל האלקטרו-מגנטי לאנרגיה חשמלית. מטרתנו בפרוייקט היא לתכנן ולסנתז בקר לשבב ,RFIDאשר אחראי על תיאום בין כל הרכיבים הפריפריאליים ,לפענח פקודות הנשלחות מהקורא/כותב למודם ,שליפה וכתיבה של מידע בזיכרון והחזרת משוב מתאים לקורא/כותב .לראשונה ,יעשה שימוש בזיכרון מסוג C- ,[Flash [3פרי פיתוחה של חברת ,.Tower Semiconductors Ltdעל גבי שבב .RFID אתגרים עליהם נצטרך להתגבר הם כי בהעדר מקור פנימי על-גבי השבב לא נוכל ליצור PLL עם משוב ,דבר המשפיע ישירות על פרוטוקול התקשורת אותו נפתח ] .[2יתר על כן ,נצטרך להתמודד עם השפעת שינויי הטמפרטורה על אופי פעולת המתנד .על התוצר הסופי להיות כזה שיאפשר עבודה בתנאי אמת. שימוש בשבבים מסוג זה ,בשילוב הזיכרון דל ההספק ,C-Flashיכול לעזור להגיע להספקים נמוכים ממה שהכרנו ? השבב האמור אינו צורך כלל הספק מכיוון שאין בו כל מקור אנרגיה, הוא משתמש באנרגית הגלים המגיעים אליו ,ואילו הזיכרון איננו צורך הרבה מן ההספק המופק בשיטה זו ,ביחד נוכל לבצע פעולות מסובכות יותר ללא סוללה ,לזמן בלתי מוגבל. נדבך נוסף המעניק יתרון לזיכרון מסוג C-Flashהוא שהזיכרון מיוצר בטכנולוגיה רגילה לחלוטין ,ללא תהליך מיוחד ,דבר המאפשר לנו ליצור ,לראשונה ,שבב RFIDעם זיכרון מסוג Flashבתהליך יצור רגיל. 112 שם הפרויקט : גידול ואיפיון של ננו-חוטים מוליכים למחצה מספר הפרויקט : p-2012-106 סטודנטים : יגאל קריבושי חצב שחף מנחה : ד"ר אילן שליש תקציר : עבודה מתקדמת במיקרו-ננו-אלקטרוניקה .מצריכה יכולת גבוהה של תפעול מכשירים מתוחכמים ,עבודה עדינה ו"ידים טובות" .מקנה ניסיון בתחומים שונים של עבודה מסוג זו הנעשית בחברות מיקרואלקטרוניקה כמו אינטל ודומיה ואופטיקה/ספקטרוסקופיות אופטיות. 113 שם הפרויקט : הכנסת נקודות בדיקה לצורך כלי הATPG- מספר הפרויקט : p-2012-107 סטודנטים : יצחק טרכטינגוט מנחה : ד"ר שלמה גרינברג מר ארז מנחם תקציר : מארוול אחד הכלים החזקים ביותר למציאת דפקים ביצור של שבבים של מוליכים למחצה הוא כלי ה- ) ATPGמייצר ווקטורי בדיקה אוטומטי( .ווקטורים אלה מוזרמים לשבב כאשר בסוף הייצור הוא יושב על הטסטר ) (ATEוהשבב גם נותן פלט לכניסות הללו שנכנסות לטסטר ומושוות עם הערך המצופה ע"מ לבדוק האם יש דפקטים של ייצור בשבב )שבב איטי או שבב תקוע בנק' מסוימת בערך לוגי מסוים(. לצורך התהליך הזה נדרשת לוגיקה נוספת לשבב )בעיקר נועדה ע"מ לאתחל פלופים ולאסוף תוצאות( בנוסף לכניסות ויציאות הקיימות. ככל שניתן ל ATPG-לייצר עוד ווקטורי בדיקה ,כך נבטיח כיסוי יותר גדול של שגיאות שיכוסו בבדיקה ,אך לעומת זאת זמן הבדיקה יהיה גדול יותר. ככל שהשבב יותר מתוחכם ובעל יותר לוגיקה – כך הבדיקה שלו נהיית יותר מסובכת ויש יותר דפקים אפשריים שיכולים לקרות .על מנת שנוכל לכסות את אותם הדפקים האפשריים - יש צורך ביותר וקטרים ,וקטורים ארוכים יותר – והטסטר צריך יותר זיכרון .כאשר הבעיה המרכזית היא הזמן בו השבב צריך לשבת על הטסטר – וככל שהווקטורים יותר ארוכים שהשבב יצטרך לשבת יותר זמן ועליות הייצור יגדלו. זמן הבדיקה )כמות הווקטורים( יכולה לרדת בצורה משמעותית אם יתווספו נק' בדיקה בתוך השבב. כאשר השבב יהיה עם נק' הבדיקה שנבחרו בצורה חכמה – אנו מצפים שמאחר והיכולת לשלוט על יותר מקומות בשבב ולאסוף נתונים מיותר נקודות תהיה יותר גבוהה – כלי ה ATPG-יוכל לכסות הרבה יותר בקלות ועם פחות ווקטורים יותר דפקים אפשריים וכך תושג המטרה שהשבב ישב פחות זמן על הטסטר ועלויות הייצור יפחתו. המיקום של אותם נק' בדיקה ייקבע ע"י פונקציות שמודדות את מידת יכולת השליטה ואיסוף נתונים של כל קו במעגל .כאשר מהפונקציות הללו נוכל לגזור איפה הוספת נק' בדיקה תהיה הכי מועילה. יישום הפונקציות ידרוש למפות את הנט-ליסט של השבב למבנה נתונים כזה שיהיה ניתן בקלות לנתח לקבוע היכן הכי יועיל להכניס נקודות בדיקה. ישנן 2סוגי נק' בדיקה – נק' שליטה ונק' אובסרווציה .כאשר שניהם ימומשו ע"י פלופים שיחוברו בשרשרת\אות שמחוברות לפורטים של השבב ויוכלו להכניס אותות לטסט ולקבל תוצאות בטסט .אם באותה\ן הנק' כבר קיים פלופ – אז יתווסף לו לוגיקה בשביל מצב SCAN ו ) TESTבנוסף למצב עבודה פונקציונאלי רגיל( ,ואם באותה\ן נק' לא קיים פלופ – אז נוסיף שם פלופ שיהיה פעיל רק במצב SCAN\TESTולא יהיה מחובר במצב פונקציונאלי רגיל. 114 שם הפרויקט : משפר תמונה תת ימית בצבע מספר הפרויקט : p-2012-108 סטודנטים : עמר מרגלית מנחה : פרופ' הוגו גוטרמן מר עמיר קולאמן תקציר : וידאו ותמונה בצבע נמצאים כיום כמעט בכל יישום של עיבוד תמונה .שיפור תמונה בצבע דרוש על מנת לאפשר את השימוש היעיל ביותר בנתונים המתקבלים מהמצלמה הצבעונית מתחת למים. תחום עיבוד תמונה משמש לשתי מטרות עיקריות : א( שיפור ויזואלי של תמונה עבור הצופה . ב( לצורכי מדידת מאפיינים ומבנים הנמצאים בה . .בפרויקט זה אנו נבנה שבב שמבצע עיבוד של תמונה צבעונית שצולמה מתחת למים על ידי כלי רכב אוטונומי . הפרויקט שבוצע בשנה שעברה עסק בעיקרו בתכנון שבב שמשפר את התמונת מימית ועיבוד התמונה ע"י שימוש בשיטת עיבוד חדשה Caged Image Processing ) -עיבוד תמונה כלוא( שיטה חדשה זו משתמשת בעיקרון הגבלת האמפליטודה שמקורו בתורת היחסות ,טכניקה זו מאפשרת לקבל תמונה עם תחום דינאמי מוגבל ,מה שמגביר לנו באופן משמעותי את איכות התמונה. במסגרת פרויקט זה ,נשפר את המהירות והארכיטקטורה של השבב נבצע עליו בדיקות מקיפות ונעזור בשילוב שלו במערכת הראייה הכללית של הרכב .השבב משפר את תמונת הצבע בשיטה חדשנית שמשתמשת בעקרונות מתורת היחסות בעיבוד תמונה .נעבוד בשיתוף פעולה עם 2 צוותים נוספים אלגוריתמים ותוכנה .מטרת הפרויקט מימוש שבב בחומרה שישפר את התמונה בצבע וישתלב עם המערכת בזמן אמת 115 שם הפרויקט :מיקרו-גנראטור אלקטרו-מכאני ללא עול פרומגנטי מספר הפרויקט : p-2012-110 סטודנטים : מרדכי גרנדובול מנחה : פרופ' ראול רבינוביץ ד"ר משה שוורצס תקציר : מטרת הפרויקט היא לפתח רכיב אלקטרו-מגנטי אשר ממיר אנרגיה מכאנית של טורבינה בעלת מהירות סיבוב נמוכה לאנרגיה חשמלית בעלת פרמטרים . V/40mA DC5.5 :הרכיב מבוסס על מכולל סינכרוני רב-מופעי בעל מגנטים קבועים .המחקר יכיל חישוב מעגלים מגנטיים והשפעת שדות חיצוניים ויסתייע בסימולציות בשיטת אלמנטים סופיים .על בסיס מחקר תיאורטי ייבנה מדגים של מיקרו-גנראטור. 116 שם הפרויקט : טכניקת וורפיקציה רב תחומית מוכוונת SOC מספר הפרויקט : p-2012-111 סטודנטים : חגי ספקטור ארי דוד מנחה : ד"ר שלמה גרינברג תקציר : פיתוח ויישום טכניקת ווריפיקציה רב-תחומית מוכוונת . SOCיישום מתודולוגית וורפיקציה UVMמתקדמת וסטנדרטית לוורפיקציה פונקציונלית תוך שימוש ב .SYSTEMVERILOG הפרויקט כולל השוואה לשיטות ווריפקציה אחרות 117 שם הפרויקט : בקרה של מערכת מיקרו-פוטולומיניסצנציה מספר הפרויקט : p-2012-112 סטודנטים : עידו אלוס שי גבעתי מנחה : ד"ר אילן שליש תקציר : אינטגרציה של מערכת מיקרו-פוטולומינסצנציה – מערכת מדידה של האור הנפלט מחומר עקב הקרנתו .המערכת כוללת מיקרוסקופ ,ספקטרומטר ,חיישנים ומצלמות הנשלטים באמצעות תוכנת .LabVIEW המטרה הינה הארה של האובייקט דרך מיקרוסקופ באור מונוכרמטי ,תוך התמקדות בעצמים זעירים כגון התקנים אלקטרוניים זעירים וננו-חוטים וביצוע מדידות של האור המוחזר מהעצם ,תוך שימוש בכלי הבקרה והצב"ד הנשלטים באמצעות תוכנת – .LabVIEW בפרויקט נממש את שתי הפונקציות העיקריות של המערכת: • • מיקוד המיקרוסקופ על האובייקט ע"י הצגת תמונת האובייקט על גבי מסך באמצעות חיישן ) CCDלמעשה מצלמת וידאו(. מדידת ספקטרום אורכי הגל המתקבל מן האובייקט באמצעות חיישן .CCD )האור המונכרומטי המשמש לעירור הדגם יתקבל ממערכת קיימת )לייזר או מקור אור ספקטרומטרי((. 118 שם הפרויקט : ממיר DC-TO-DCבעל הגבר מתח גדול מספר הפרויקט : p-2012-113 סטודנטים : טמז טלשדזה ציון יהושע מנחה : פרופ' ראול רבינוביץ תקציר : עבור יישומים של פנל PVאחד לפנל PVבודד יש מתח DCקטן )כ .(30v-כדי לחברו לרשת יש צורך בממיר DC-TO-DCבעל הגבר מתח גבוה .מערכות המרה PVסטנדרטיות המחברות כמה פנלים PVהינן בעלות נצילות עד .95-96%נצילות כזאת גבוהה קשה לקבל בממירי הספק DC-TO-DCקטנים בעלי יחס מתחים כניסה-יציאה גבוהים ,כאלו שביחידות .ACהפרויקט יחקור פתרונות אפשריים כדי לקבל נצילויות כאלה גבוהות ,אפילו עם ממירים DC-TO-DCבעלי הגבר גבוה ,ולבסוף יממש אחד מהפתרונות. 119 שם הפרויקט : תקשורת אופטית אלחוטית תת-מימית מספר הפרויקט : p-2012-114 סטודנטים : נועה גרין עידו עובד מנחה : פרופ' שלומי ארנון תקציר : הטכנולוגיה הנוכחית העיקרית לתקשורת אלחוטית תת מימית היא תקשורת אקוסטית ,לצד היתרון העיקרי שיש לתקשורת זו שהוא היכולת שידור לטווחים בינוניים ,קיימים מספר לא מבוטל של חסרונות שהעיקרי ביניהם הוא קצב שידור נתונים נמוך .כתוצאה מכך ,לא ניתן להשתמש בטכנולוגיה זו עבור יישומים כמו שידור וידאו וחקר הסביבה הימית ע"י חיישנים המודדים שינויי אקלים ,ניטור תהליכים ביולוגיים ,אבולוציוניים ואקולוגיים באוקיינוסים או אגמים או רכבים תת-מימיים המשמשים לבקרה ותחזוקה של מתקני הפקת נפט ומעגנים ועוד .היישומים הללו דורשים קצב שידור נתונים גבוה בזמן אמת מסביב לשעון. עוד חסרון שיש לטכנולוגיה זו הוא ההשהיה הנוצרת בשידור למרחקים גדולים שנוצרת עקב המהירות האיטית יחסית של גלי הקול .בנוסף ,גלים אקוסטיים עלולים ליצור בעיות אקולוגיות -כיוון שפוגעים ביונקים התת מימיים כגון דולפינים ולווייתנים. דוגמא ליישומים מסוג זה – חיישנים למחקר תת ימי ,המודדים שינויי אקלים ,ניטור תהליכים ביולוגיים ,אבולוציוניים ואקולוגיים באוקיינוסים או אגמים או רכבים תת- מימיים המשמשים לבקרה ותחזוקה של מתקני הפקת נפט ומעגנים. טכנולוגיה חלופית לתקשורת תת-מימית אלחוטית מבוססת על תקשורת אופטית המאפשרת שידור בקצב שידור נתונים גבוה .החיסרון העיקרי הוא בעיה בשידור למרחק גדול עקב הסביבה התת מימית -המאתגרת מאד -אשר משפיעה על הפיזור והבליעה של הגל במים .על מנת להתגבר על מכשול זה ניתן להוסיף תחנות ביניים וכך להגדיל את טווח השידור. התקשורת האופטית המיושמת היום לתקשר עם חיישן זה משתמשת בכבל אופטי .בפרויקט נשתמש בעיקרון ה (Free Space Optical) FSO -לניטור הכבל הפייבר אופטי .ביצועי ה LED -כמו קצב נתונים ושגיאות נפגעים בסביבה תת-מימית .שימוש בתקשורת אופטית אלחוטית בעזרת LEDכחול בהספק גבוה ישיג לנו שיפור של היחס סיגנל לרעש. 120 שם הפרויקט : תקשורת אופטית אלחוטית מתחת למים I מספר הפרויקט : p-2012-115 סטודנטים : ארקדי מושייב איתי נורי מנחה : פרופ' שלומי ארנון תקציר : כיום היקף פעילותו של האדם בסביבה הימית גדול מאד) חקר הטבע הימי ,בקרה על איכות הסביבה ,פעילות צבאית ועוד (,על כן קיים צורך במערכות תקשורת אשר יוכלו לספק מגוון רחב של צרכים בסביבה ימית ותת ימית .כמו כן תקשורת בין יבשתית דורשת העברת מידע בין השאר דרך הים .תקשורת קווית אופטית יעילה מאוד אך דורשת הכנת תשתית מסובכת ,לעומת זאת תקשורת אלחוטית אינה דורשת תשתית כבדה כזו. התקשורת האלחוטית העיקרית בה משתמים כיום בסביבה התת ימית הינה תקשורת אקוסטית .תקשורת זו אמנם מסוגלת להעביר נתונים לטווח רחוק יחסית) כמספר קילומטרים (,אך החיסרון העיקרי הוא בקצב העברת נתונים - -הנמוך מאד עד כ 54 Kbps .לסוג תקשורת זה מספר חסרונות נוספים <השהייה ארוכה לטווחים ארוכים ,הנוצרת כתוצאה ממהירות הקול הקטנה יחסית ( 1500 ( m/sשלא תאפשר תקשורת בזמן אמת למרחקים אלו . הענות שונה של התווך לתדרים שונים שתגרום לעיוותים בקליטת האות .מכיוון שגלי קול מתפשטים טוב במים ,עלול להיווצר" רעש" אקוסטי רב בערוץ ממקורות חיצוניים ומהחזרים מפני המים המקשים על קבלת אות נקי .כמו כן רעש אקוסטי עלול לגרום למצוקה קשה ליונקים ימיים. סוג נוסף של תקשורת תת ימית הינה תקשורת) RFגלי רדיו (.תקשורת זו מסוגלת להעביר מידע בקצב של 100 kbpsלמרחק של עשרות מטרים .אך קצב העברת הנתונים עדיין איטי מדי לאפליקציות מסויימות ,והיא דורשת אנטנות מיוחדות .כדי להימנע מבעיות אלו נוכל לעבור לסוג אחר של תקשורת ,תקשורת אופטית אלחוטית. תקשורת זו מסוגלת להגיע לקצב העברת נתונים של כ 1Mbps-ויותר ,קצב מהיר בהרבה מהתקשורת האקוסטית ומתקשורת ה - RF ,ויכול לאפשר אפליקציות להן דרוש קצב העברת נתונים גבוה . בנוסף ,תקשורת זו מתבססת על אור ,הנע במים פי 644,444מהר יותר מהקול ,וכך נמנעת השהייה ,דבר המאפשר עבודה בזמן אמת . מצד שני ,לתקשורת זו טווח נמוך של העברת הנתונים) כמאות מטרים בלבד (,וזאת משום שאור מונחת יותר במים עקב בליעה ופיזור .חיסרון נוסף הוא שחייב להיות" קשר עין "בין המקלט והמשדר ,ניתן להתגבר על בעיות אלו ע"י הוספת תחנות ביניים. בפרויקט זה נעסוק בתשדורת בין חיישנים הנמצאים מתחת לפני המים ובתחנה הנמצאת על פני המים .החיישן מפיק מידע שצריך להישלח לתחנה לעיבוד .התשדורת מתבצעת בצורה של תקשורת אופטית אלחוטית .התחנה והחיישנים )או שניהם (יכולים לנוע ,דבר היוצר בעיות הספקים בקליטה עקב ההנחתה הגדולה של האור במים .אם נשדר ברוחב אלומה גדול מידי תהיה דעיכה מהירה נוספת של u1510צפיפות ההספק המגיע למקלט . .ככל שזווית הפתיחה תהיה יותר צרה דעיכה זו תהיה קטנה יותר .כמו כן זווית פתיחה רחבה מידי בקליטה ,תגרום לקליטה של יותר אור מסביב ותקטין את היחס אות לרעש ) SNR (.לכן יש לדאוג שהשידור והקליטה יהיו מכוונים אחד לכיוון השני .לשם כך יש צורך ביישום מערכת עקיבה שתעדכן את מיקום התחנה במשדרי החיישנים ולהפך. 121 שם הפרויקט : מגנטומטר אופטי מספר הפרויקט : p-2012-116 סטודנטים : אילן ברכה מנחה : ד"ר יבגני פפרנו ד"ר שמעון לינייקין תקציר : מטרתו העיקרית של פרויקט זה היא לממש מערכת מדידה בחוג סגור לשדות מגנטיים נמוכים, בתצורת אתחול עצמי .המרכיב המשמש למדידה ולמעקב אחר השדה המגנטי ,שאותו אממש במהלך הפרויקט ,הוא מערכת בחוג סגור שקולטת אותות אופטיים ,מלייזר בהספק גבוה,שתפקידה למדוד שדות מגנטיים ישרים או בעלי תדר נמוך .יתרונותיו של חיישן זה ,הם גודלו המזערי ,פשטות הרכבו ומרכיביו ,אשר מהם נגזר מחירו הזול ופשטות ייצורו .המחקר של חיישן זה התקדם בשנים האחרונות ותגליות חדשות מציבות אותו בשורה אחת עם החיישנים המגנטים המובילים .הפרויקט הכללי ,מתבצע בשיתוף צוות מ"תעשייה אווירית" .המגנטומטר משמש למערכות חישה של פונקציות אוטומטיות בתעשייה ,מחקרים גיאולוגים ואפליקציות צבאיות שונות .במערכת ,הקריטריון המשמש לעקיבה אחרי השינויים בשדה המגנטי הוא שינוי פאזה בין אות ההזנה למערכת האופטית ,לבין מוצא גלאי יעודי שגם הוא חלק מהפרויקט. במהלך הפרויקט נבצע מחקר מעמיק על נושא חישה,מערכות אלקטרוניות במעגל סגור, וטרנספורמציה של אותות חשמליים והרכבה וייצור של כרטיסים אלקטרוניים מודפסים שיהיו לחלק החומרה של הפרויקט. 122 שם הפרויקט : ממיר למנוע צעד עבור קציר אנרגיה מספר הפרויקט : p-2012-118 סטודנטים : יניב דכנר מנחה : פרופ' שמואל בן-יעקב תקציר : הפרויקט הוא ניתוח ,תכנון ובניה של ממיר לגנראטור צעד עבור קציר אנרגיה מאדם הולך. למעשה הפרויקט מתחלק לשני חלקים ,תחילה נבצע ניתוח לסוגים שונים של מנועים המשמשים כגנראטורים כאשר נתמקד במנועי צעד. אנו ננתח את פעולת המנוע כגנראטור ,וכיצד המנוע בנוי ועובד .כמו כן ננתח את מוצא המנוע כתלות במהירות הזוויתית של המניע הראשוני )קצב התקפלות הברך(. לאחר חקירת המנועים ,התבצע תכנון ובניה של ממיר אשר יקבל ככניסה את מוצא הגנראטור, ובמוצאו נקבל מתח .DC 123 שם הפרויקט : ממירים למתח ממוצע 1 מספר הפרויקט : p-2012-119 סטודנטים : דוד נוטקוביץ מעיין בר-אור מנחה : פרופ' ראול רבינוביץ תקציר : על מנת לשפר יעילות כונני מתח ממוצע, יש צורך למזער את תדר המיתוג מבלי לפגוע בעיוותים הרמוניים .שיפור זה מתבצע בעזרת ממירי PWMאופטימליים ,המהווים חלק מטופולגיית מעגל המתנהג כיחידה -5שלבית. פיתוחים חדשים בכונני מתח ממוצע שואפים להגביר את הספק ממירי , PWMכתוצאה מכך יש צורך באיזון הזרם\מתח של הכוננים. 124 שם הפרויקט : התנעה של מנוע סינכרוני גדול על ידי ממיר שלוש רמות וFPGA- מספר הפרויקט : p-2012-121 סטודנטים : באסם עויסאת אלכסנדר שינדר מנחה : פרופ' ראול רבינוביץ תקציר : התנעה של מנוע סינכרוני גדול בוצעת על ידי ממיר כאשר תדר הממיר משתנה באופן רציף בהתאם למהירות הרגעית של המנוע .הפרויקט יציג סימולציות של תהליך ההתנעה .המנוע והממיר שלוש רמות מיושמים במחשב אישי .מחולל האפנון מיושם על ידי . FPGA 125 שם הפרויקט : למידה בזמן אמת של מחוות וסימני ידיים מדוגמא אחת וזיהוי שלהם ע"י שימוש בחיישן תלת מימדי מספר הפרויקט : p-2012-122 סטודנטים : אמיר גרבלה מנחה : פרופ' הוגו גוטרמן מר עמיר קולאמן תקציר : מתוך אתגר למידת מחווה מדוגמא אחת היא תחרות בינלאומית של לימוד מחוות ידיים וגוף וידאו אחד ולאחר מכן זיהוי של המחווה בכל קטעי וידאו העוקבים .יכולת זו חשובה מכיוון שלספק דוגמאות רבות למחווה מסוימת אינו מעשי במערכות מסוימות שבהן הקלטות רבות של מידע הן דבר יקר ומתיש .הצלחה של אתגר זה תאפשר יישומים רבים לצרכנים רק אם נוכל להראות למערכת דוגמא אחת של מחווה .לדוגמא דמיינו שנוכל להחליף את השליטה בטלוויזה ללא שלט רחוק ושנוכל לתכנת אותה עם המחוות שלנו .בפרויקט זה הסטודנטים יפתחו מערכת משולבת של תוכנה וחומרה שתוכל ללמוד מחווה מדוגמת וידאו אחת של מצלמת עומק .מטרת הפרויקט היא לממש אלגוריתם זיהוי מחוות ותנועה שמגיעים ממצלמת עומק Kinectבעזרת תכנות ב ++Cושימוש ב Microsoft SDKומימוש חומרה על גבי .FPGA 126 שם הפרויקט : עיבוד תמונה מצונר על גבי מצלמה בטלפון נוקיהN900 מספר הפרויקט : p-2012-123 סטודנטים : אייל ארז מנחה : תקציר : פרופ' הוגו גוטרמן מר עמיר קולאמן בפרויקט זה ישתמשו הסטודנטים במערכת קיימת של עיבוד מצונר של תמונות על גבי טלפון סלולרי ,וישלבו אלגוריתמים קיימים אותם ניתן להוריד מהרשת ויפתחו פילטרים חדשים. מערכת זו היא פלטפורמה פתוחה לפיתוח של אלגוריתמים על גבי טלפון סלולרי מסוג נוקיה ,N900שלה קיימים מספר פילטרים של דמוזאיקה ,חשיפה אוטומטית ,איזון לבן ,וכיול צבע. בשלב השני ישלבו לתוך הפלטפורמה פילטרים קיימים אותם ניתן להוריד ממפתחי קוד פתוח ברשת כגון ,תמונות טווח דינאמי רחב ופילטרים שונים מספריות ראייה ממוחשבת .OpenCV בחלק השלישי הסטודנטים יפתחו ויממשו פילטרים חדשים כגון טיפול בהצללה ,ניקוי זליגת צבע ועיוות בווידאו של חיישני CMOSוישלבו אותם במערכת הקיימת. 127 שם הפרויקט : אנליזה של ניצול אופטימלי של זיכרון במעבד וידאו מספר הפרויקט : p-2012-124 סטודנטים : מיכאל גראץ' יבגני גולדשטיין מנחה : ד"ר שלמה גרינברג תקציר : יישום מודל ב SYSTEM Cשל ארכיטקטורה מרובת MASTER/SLAVEוגודל משתנה של חוצצי IO בזיכרון .ביצוע אנליזה לבדיקת ביצועי המערכת עבור חוצצים בגדלים שונים. 128 שם הפרויקט : תכנון וארכיטקטורת VLSIלחיסכון בהספק מספר הפרויקט : p-2012-125 סטודנטים : אביתר דאלקיאן חן חותא מנחה תקציר :ד"ר שלמה גרינברג : בפרויקט יוצע ויישומם פתרון לבעיית הספק פרזיטי במצב סטאטי ,תוך שימוש במתודולוגיה של ניתוק סלקטיבי בזמן אמת של מקורות מתח בשבב תקשורת לטיפול בנפחי תעבורה גדולים. העבודה תתמקד בתת-מערכת קיימת ,Frame Manager ,אשר אחראית על ניהול תעבורת המידע בין השבב לעולם החיצון .על מנת להשיג את התוצאות המיוחלות ,תבוצע אנליזה שמטרתה לזהות דפוסי פעולה אופייניים של כל אחד מהרכיבים האינדיבידואלים בתוך תת-המערכת. לאחר מכן ייבנה רכיב חדש אשר ינתק בצורה סלקטיבית את מקור המתח מכל אחד מהרכיבים, כתלות בצפי זמני הפעילות אשר השגנו בעזרת האנליזה שערכנו. לבסוף יבוצעו סימולציות של מצבי אמת ע"מ להעריך את מקדם החיסכון בצריכה. 129 שם הפרויקט : הפעלה של מנוע סינכרוני גדול על ידי ממיר שלוש רמות וFPGA- מספר הפרויקט : p-2012-126 סטודנטים : קובי סויסה נתנאל סיגרון מנחה : פרופ' ראול רבינוביץ תקציר : הפעלה של מנוע סינכרוני גדול בוצעת על ידי ממיר כאשר תדר הממיר משתנה באופן רציף בהתאם למהירות הרגעית של המנוע .הפרויקט יציג סימולציות של תהליך ההפעלה .המנוע והממיר שלוש רמות מיושמים במחשב אישי .מחולל האפנון מיושם על ידי . FPGA 130 שם הפרויקט : תכנון מעגלי VLSIכריפטוגרפיים מספר הפרויקט : p-2012-127 סטודנטים : גיל יהודה ישראל רווח מנחה : אלכסנדר פיש הדר דגן תקציר : העולם בו אנו חיים הולך והופך דיגיטלי יותר מיום ליום ,ובהתאם לכך השימושים הנעשים ברכיבים דיגיטליים ובכרטיסים חכמים הולך וגדל .אחת הבעיות המרכזיות הניצבות בפני התעשייה הינה אבטחת המידע והרכיבים .בעבר ,תקיפות ופריצות לרכיבים אלו עסקו בהיבט התוכנתי והמתמטי )ושילובם של השניים( בלבד ובשנים האחרונות הולכות וגדלות התקיפות בהיבט החומרתי .מכאן ,הצורך למציאת פתרונות נוספים בהגנת רכיבים אלו בהיבט האחרון גדל. תקיפות חומרתיות אלו משתמשות למעשה בתוצרי הלוואי הנוצרים כתוצאה מיישום מעגלים חשמליים -צריכת הספק גבוהה ,קרינה אלקטרומגנטית או שינויי טמפרטורה. בפרוייקט זה אנו נתמקד בבחינת שיפור אבטחת הרכיבים ע"י שימוש באלגוריתם הצפנה AES - 128בארכיטקטורת ,(Globally Asynchronous Locally Synchronous) GALSכאשר האופן בו מיושמת ארכיטקטורה זו מטשטש חלק מתוצרי הלוואי ,ובראשם צריכת ההספק. כדי לבדוק את השיטה האחרונה ) ,(GALSנממש את אלגוריתם ההצפנה AESהן באופן סטנדרטי ב CMOSללא הגנות מיוחדות ,והן באמצעות שימוש בארכיטקטורת GALSונבחן את האחד מול השני. 131 שם הפרויקט : ספק כח לגנרטור טרמואלקטרי מספר הפרויקט : p-2012-128 סטודנטים : נועה לוי מנחה : פרופ' שמואל בן-יעקב תקציר : בשנים האחרונות הולכת וגוברת המודעות לחיפוש מקורות אנרגיה חלופיים ,אשר ינצלו תהליכים טבעיים שקורים בטבע ,הסיבות לחיפוש מקורות אלו נעוצה בעובדה שריכוז הדלקים כגון נפט גז ופחם )אשר מהווים את מקור אנרגיה המרכזי של האדם ב 100השנים האחרונות ( הולכת והוזלת בטבע ,וכמו כן קיימת מודעות גבוהה לזיהום הרב שנוצר מהפקתם . בפרויקט שלנו אנחנו נתרכז באנרגיה חשמלית המופקת מאלמנטים תרמו אלקטריים ,האפקט התרמו אלקטרי מתרחש כאשר יש הפרש טמפרטורות בין קצוות מוליך שגורם להיווצרות הפרש פוטנציאלים בין הקצוות ,הכא"מ התרמו אלקטרי המתפתח במוליך ליחידת הפרש טמפרטורה ) (volt/kelvinנקרא מקדם סיבק )על שם אפקט ( seebeckכאשר עיקר הזרם נגרם ע"י דיפוזיה של נושאי מטען מהצד החם לצד הקר. במשך זמן רב גנרטורים תרמו אלקטריים היו יקרים מאוד וקשים לייצור ,כמו כן אחוז האפקטיביות שלהם היה נמוך מאוד )סדר גודל של אחוזים בודדים( ,אך כיום יש התקדמות רבה בנושא כך שהיא הופכת אותו ליותר ויותר רלוונטי. כיוון שידוע לנו על הרבה תהליכים בטבע ובחיי היום יום שלנו בהם נפלט חום ונוצרים הפרשי טמפרטורה ,אם נצליח לדעת להפיק מכך כמות אנרגיה מספקת תהיה לכך תרומה בהרבה תחומים, כמו גם במצבים בהן לא תמיד ניתן לספק או להחליף בתדירות גבוהה את מקור האנרגיה של מכשיר מסויים. לדוגמא :באפליקציות רפואיות בהן יש מכשור המושתל בגוף האדם ,ניתן להשתמש בחום הגוף ליצירת אנרגיה ,וכיוון שזמן החיים של סוללה קצר יחסית ולא ניתן להחליף כל פעם את הסוללה ,מקור אנרגיה אשר יהיה מבוסס על הפרש טמפרטורה בלבד יהווה פתרון מצוין . 132 שם הפרויקט : דימות דרך שיכבה מפזרת ע"י מערכת FINCH )הולוגרמת קורלציה אקוהרנטית מסוג פרנל( מספר הפרויקט : p-2012-129 סטודנטים : יעקב לוי מנחה : פרופ' יוסף רוזן מר רועי קלנר תקציר : תחום ההולוגרפיה החל את דרכו בשנות הארבעים של המאה הקודמת וגם היום מהווה תחום פורה למחקר .הולוגרפיה היא שיטה לרישום אור המפוזר מאובייקט ,ולשחזורו בזמן אחר מהמידע המקודד .תמונת העצם המשוחזר המתקבלת בעין הצופה יכולה להשתנות עם שינוי זווית ההסתכלות ,בדיוק באותה צורה בה תמונת האובייקט המקורי הייתה משתנה ,ועל כן נראית כתלת-ממדית .במרבית השיטות הקונבנציונליות לרישום הולוגרמה נעשה שימוש במקור אור קוהרנטי )למשל ,לייזר( שכן קל באמצעותו להשיג התאבכות .בפרויקט זה יעשה שימוש בשיטת ה ,(FINCH (Fresnel INcoherent Correlation Hologramהמציעה דרך לרישום הולוגרמה עם אור לבן ,שהינו אור אקוהרנטי ,ובכך מתגברת על חסרונות כמו מחיר יקר ורגישות יתר לתזוזות .באמצעות FINCHנבקש לדמות עצמים תלת-ממדיים המוסתרים על ידי תווך מפזר ,ולשחזרם בצורה איכותית. האתגר בפרויקט מתחלק לשני רבדים -מידול התווך המפזר ,כך שהמודל יאפשר לנו לדעת כיצד להתייחס לאור המתפזר/מוחזר ממנו ,ושימוש במודל הנלמד לחשיפת האובייקט הנסתר. במקרה הכללי ,התווך המפזר עשוי להיות משתנה בזמן ואי-הומוגני .בפרויקט זה נעבוד עם תווך שאינו משתנה בזמן ושמידת אי-ההומוגניות שלו קטנה יחסית .את פתרוננו לבעיה נבחן דרך סימולציות בתוכנת Matlabוניסויים אמתיים במעבדה .הצלחת הפרויקט תבחן על-פי טיב הפתרון המוצע לבעיה ואיכות שחזור האובייקט .תוצאות טובות עשויות לפתוח דלת לשימושים עתידיים בתחום הציוד הרפואי ,למשל עבור קליטת מידע תלת-ממדי מבעד לרקמות חיות. 133 שם הפרויקט : מעגלים קריפטוגרפים ליישומים מאובטחים מספר הפרויקט : p-2012-130 סטודנטים : אלון שבץ מנחה : ד"ר אלכסנדר פיש מר הדר דגן תקציר : בימינו ,בחלק גדול מהפעולות היומיומיות שלנו יש שימוש רב ברכיבים טכנולוגיים כגון : כרטיס ה SIM -בסלולרי ,בקרת כניסה ופתיחת דלתות ,לגבייה בכביש חוצה ישראל ,כרטיס נסיעה לתחבורה ציבורית ועוד רבים נוספים .לעיתים קרובות שבבים ) (chipsשל כל אלו מכילים מידע רגיש ונדרש למנוע גישה לא רצויה אליו .הדבר נעשה ע"י הצפנה )קריפטוגרפיה(. עד לא מזמן פתרון ההצפנה היה ברמה אלגורתמית/מתמטית בלבד ,עד אשר הגיעו להבנה שניתן לפרוץ שבב ) (chipגם ע"י בחינת צריכת הספק והקרינה שלו ,בעזרת ידיעה של מתי וכמה הספק נצרך אפשר לגלות פרטים לגבי מפתח הצפנה. פריצות הספק בראשיתן היו מבוססות ) SPA (Simple Power Analysisוהתקדמו לDPA - ) .(Differential Power Analysisאלו קיבלו מענה ,בין היתר ,בצורה של משפחות לוגיות העמידות בפניהן .מאוחר יותר התגלתה התקפת הספק נוספת הנקראת LPA (Leakage Power ) Analysisהמנצלת זרמי זליגה לצורך גילוי מפתח הרכיב שיטה זו הצליחה לפרוץ גם משפחות לוגיות אלו. בפרוייקט זה נרצה להגדיל חסינות רכיב המשתמש באלגוריתם הצפנה שכיח הנקרא ) 128(Advanced Encryption Standardלהתקפת . LPA,DPAזאת נעשה ע"י שימוש קיימת בעלת חסינות טובה בפני SPA,DPAוהכנסת שינויים שיהפכו אותה לחסינה .LPAמשפחה זו נקראת ) SABL(Sense Amplifier Based Logicוהמשופרת תיקרא ) (Modified SABLמשפחה לוגית זו -בה כל שער מחשב פונקציה והמשלימה שלה, ההספק תהיה קבועה ,מקשה מאוד על פריצת הספק. AESבמשפחה גם בפני MSABL כדי שצריכת לשם כך ,ובתור התחלה ,נבצע את ההשוואה עבור רכיב ) ,S-Box(Substitution Boxרכיב הצורך את רוב ההספק והמועד ביותר לפריצות DPAונבחן חסינותו כאשר ממומש במשפחת CMOS לעומת זה הממומש במשפחות SABLו.MSABL - בהתאם לתוצאות שתתקבלנה נבחן את הצלחת המשפחה החדשה. 134 שם הפרויקט : תכנון מערכת חשמל ליאכטה מפרשית מספר הפרויקט : p-2012-131 סטודנטים : מנחה : תקציר : אסף פרידמן פרופ' ראול רבינוביץ מערכות חשמל ביאכטות הן מערכות חשמל מורכבות ואוטונומיות. בימינו עקב ריבוי מערכות החשמל ,האלקטרוניקה והבידור יש צורך במערכות חשמל מורכבות ומתוכננות היטב. כאשר היאכטה נמצאת בים ומפליגה על מפרשים כל מערכות החשמל מופעלות ממתח המצברים, כאשר רוב המערכות עובדות במתח V DC12וחלק מהמערכות עובדות במתח V AC220דרך ממירי מתח .לעיתים היאכטות נמצאות שבועות ואף חודשים ללא חיבור למתח חוף ועל כן המערכת צריכה להיות אוטונומית לחלוטין. רוב היאכטות מגיעות עם מערכות חשמל יחסית פשוטות מהיצרן ובעלי היאכטות משדרגים אותן עם הזמן .ברוב המקרים עקב חוסר ידע או חוסר תכנון בסופו של דבר נוצרת מערכת חשמל שאינה מאוזנת ,דבר שגורם למוות מוקדם של המצברים או שימוש מתמיד במנוע או גנראטור או במקרים מסוימים נזקים חמורים ליאכטה. הפרויקט יסקור את הנושאים העיקריים בתכנון מערכות חשמל ליאכטות מפרשיות ויכלול תכנון ותכנות תוכנה אשר תעזור לבעל היאכטה או איש המקצוע לתכנן מערכת חשמל מאוזנת ובטוחה ,לאחר שיוזנו נתונים כמו צריכת החשמל של הצרכנים ,זמני השימוש ,גודל בנקי המצברים ,נתוני אמצעי הטעינה כגון הפאנלים הסולאריים ,גנראטור הרוח ,אזור השיט ועוד .כמו כן המערכת תאפשר לכל בעל יאכטה לבצע בדיקת בטיחות בסיסית. 135
© Copyright 2024