Junan audiovahvistimen laitesuunnittelu

Joukkoliikenteen merkitys suurten ihmismäärien liikuttamisessa on kasvanut. Kaupunkikeskustat ovat monin paikoin ruuhkautuneet ja joukkoliikenteestä pyritään tekemään mahdollisimman houkuttelevaa ruuhkien helpottamiseksi. Yksi keino houkutella ihmisiä joukkoliikennevälineiden käyttäjiksi on parantaa matkustajille tarjottavan informaation määrää ja laatua. Matkustajainformaatiojärjestelmä on monipuolinen kokonaisuus, jolla joukkoliikenteen käyttäjälle tarjotaan muun muassa opastusta, aikataulutietoa ja häiriötietoa. Informaatio voi olla staattista kuten painetut aikataulut ja kiinteät opasteet tai dynaamista kuten reaaliaikaiset näytöt ja kuulutukset. Informaatiota voidaan tarjota matkustajan käyttöön niin kotona ja liikenneasemilla kuin liikkuvassa kalustossakin. Matkustajainformaatiojärjestelmiä on käytössä erilaisissa joukkoliikennevälineissä, joista tässä diplomityössä syvennytään raideliikenteeseen. Työssä suunnitellaan ja toteutetaan raideliikenteen vaatimukset täyttävä IP-pohjainen audiovahvistin. Valmis vahvistin liittyy Ethernet-verkon välityksellä raideliikenteen matkustajainformaatio-järjestelmään. Laite toimii kuulutus- ja puhelinjärjestelmän keskusyksikkönä. Työn tuloksena saatiin toimiva ja sarjatuotantokelpoinen audiovahvistin. Laitteen tyyppitestit ovat tätä työtä palautettaessa vielä kesken, mutta tähän mennessä testit ovat menneet hyvin ja laite on toiminut hyvin myös osana järjestelmää.

Kävijätietojen kerääminen ja hyödyntäminen osana verkkopalveluita

Kävijätietojen keräys ja tiedon hyödyntäminen ovat monelle yritykselle yksi lisäkeino saavuttaa kohdeasiakkaansa sekä tarjota heille uusia lisäpalveluita. Kävijätietojen seuraamiselle sekä näiden tietojen hyödyntämiselle löytyy lukuisia käyttökohteita aina hakukoneoptimoinnista uusien asiakkaiden etsimiseen. Moni yritys onkin löytänyt tästä itselleen uuden toimialan. Työn tavoitteena on toteuttaa IP-pohjainen kävijätietojen keräämiseen soveltuva ohjelma, jonka tietoja pystytään hyödyntämään yrityksessä, jonka tuotekonseptiin kuuluu tarjota loppukäyttäjälle maksuttomia hakemisto- ja yhteystietopalveluita. Työssä keskitytään erityisesti ylläpidettävän kävijätietorekisterin luomiseen, mutta esitellään myös, kuinka esimerkiksi yrityksen hakutuloksia voidaan kerätyillä kävijätiedoilla tehostaa sekä tarjota palveluja käyttäville asiakkaille uusia lisäpalveluita. Työssä pyritään hyödyntämään tarjolla olevia avoimiin lisensseihin pohjautuvia ratkaisuja. Tiedonkeruuta toteutettaessa on jo alussa otettava huomioon, että tiedosta ei saada täysin eksaktia, vaan suuntaa-antavaa. Tämä ei kuitenkaan poista sitä, ettei tietoa voisi hyväksikäyttää.

Real-time Musical Pair Improvisation on Mobile Devices

This thesis discusses the design and implementation of a real-time musical pair improvisation scenario for mobile devices. In the scenario transferring musical information over a network connection was required. The suitability of available wireless communication technologies was evaluated and communication was analyzed and designed on multiple layers of TCP/IP protocol stack. Also an application layer protocol was designed and implemented for the scenario. The implementation was integrated into a mobile musical software for children using available software components and libraries although the used platform lead to hardware and software constraints. Software limitations were taken into account in design. The results show that real-time musical improvisation can be implemented with wireless communication and mobile technology. The results also show that link layer had the most significant effect on real-time communication in the scenario.

Pyörivien sähkökoneiden kotelointia koskevat standardit ja aksiaalivuokoneen jäähdytyksen kehittäminen

Tämä diplomityö on osa Lappeenrannan teknillisen yliopiston ja Visedo Oy:n yhteistyöprojektia. Työssä selvitetään pyörivien sähkökoneiden kotelointeja koskevia standardeja ja niiden vaikutukset koneiden suunnittelulle ja valmistukselle. Lisäksi työssä käsitellään aksiaalivuokoneen jäähdytykseen liittyviä ongelmia, kehitetään koneen nykyisiä jäähdytysratkaisuja ja ideoidaan käytettävissä olevia uusia jäähdytysmenetelmiä. Kehitysideoiden rajoitteena toimii koneelta vaadittu kotelointiluokka IP 64 – IP 68 sekä koneelle määritetty kestomagnetoitu aksiaalivuorakenne. Sähkökoneiden kotelointeja koskevien standardien asettamien vaatimusten määrittäminen tapahtui suurilta osin kirjallisuusselvityksenä. Standardien vaikutukset koneiden suunnittelulle ja valmistettavuudelle on selvitetty standardien kotelointien rakenteelle asettamien vaatimusten perusteella. Aksiaalivuokoneen jäähdytysongelmien selvittäminen, käytössä olevien jääh-dytysratkaisujen kehittäminen ja uusien menetelmien ideointi suoritettiin projektiluontoisesti yhdessä eri alojen asiantuntijoista koostuvan jäähdytystyöryhmän kanssa. Työn tuloksena laadittiin Visedo Oy:lle standardikäsikirja, jonka avulla Visedon sähkökoneiden tuoteperheeseen kuuluvien koneiden suunnitteluvaiheessa voidaan varmistaa koneiden standardienmukaisuus. Käsikirjassa on myös esitetty huomioita eri kotelointiluokkien asettamista vaatimuksista koneiden valmistukselle. Aksiaalivuokoneiden jäähdytykseen liittyen tavoitteena oli ratkaista aksiaalivuokoneisiin liittyviä jäähdytysongelmia. Työn tuloksena saa-tiin selville aksiaalivuokoneissa jäähdytyksen kehittämistä vaativat kohteet, laadittiin nykyisten jäähdytysratkaisujen parannusehdotuksia ja kehitettiin täysin uusia jäähdytysmenetelmiä.

Redundant Ethernet-based fieldbuses

Ethernet-pohjaisten kenttäväylien suosio teollisuudessa on kasvanut viime aikoina voimakkaasti. Ethernet tarjoaa suuren bittinopeuden, edulliset laitteet ja tekniikkaa on tutkittu laajasti. Diplomityö esittelee Ethernet-tekniikan perusteet ja joitakin teollisuudessa käytettäviä Ethernet-pohjaisia kenttäväyläprotokollia. Työn tarkoitus on tehdä tiivis käsikirja eri Ethernet-pohjaisista kenttäväyläprotokollista ja erityisesti niiden redundanttisuusominaisuuksista. Lähempään tarkasteluun on otettu redundantti EtherNet/IP ja sen alemmat kerrokset, sekä implementoitu redundanttisuus ABB:n ACS350-taajuusmuuttajaan.

Exploring Adaptive Implementation of On-Chip Networks

As technology geometries have shrunk to the deep submicron regime, the communication delay and power consumption of global interconnections in high performance Multi- Processor Systems-on-Chip (MPSoCs) are becoming a major bottleneck. The Network-on- Chip (NoC) architecture paradigm, based on a modular packet-switched mechanism, can address many of the on-chip communication issues such as performance limitations of long interconnects and integration of large number of Processing Elements (PEs) on a chip. The choice of routing protocol and NoC structure can have a significant impact on performance and power consumption in on-chip networks. In addition, building a high performance, area and energy efficient on-chip network for multicore architectures requires a novel on-chip router allowing a larger network to be integrated on a single die with reduced power consumption. On top of that, network interfaces are employed to decouple computation resources from communication resources, to provide the synchronization between them, and to achieve backward compatibility with existing IP cores. Three adaptive routing algorithms are presented as a part of this thesis. The first presented routing protocol is a congestion-aware adaptive routing algorithm for 2D mesh NoCs which does not support multicast (one-to-many) traffic while the other two protocols are adaptive routing models supporting both unicast (one-to-one) and multicast traffic. A streamlined on-chip router architecture is also presented for avoiding congested areas in 2D mesh NoCs via employing efficient input and output selection. The output selection utilizes an adaptive routing algorithm based on the congestion condition of neighboring routers while the input selection allows packets to be serviced from each input port according to its congestion level. Moreover, in order to increase memory parallelism and bring compatibility with existing IP cores in network-based multiprocessor architectures, adaptive network interface architectures are presented to use multiple SDRAMs which can be accessed simultaneously. In addition, a smart memory controller is integrated in the adaptive network interface to improve the memory utilization and reduce both memory and network latencies. Three Dimensional Integrated Circuits (3D ICs) have been emerging as a viable candidate to achieve better performance and package density as compared to traditional 2D ICs. In addition, combining the benefits of 3D IC and NoC schemes provides a significant performance gain for 3D architectures. In recent years, inter-layer communication across multiple stacked layers (vertical channel) has attracted a lot of interest. In this thesis, a novel adaptive pipeline bus structure is proposed for inter-layer communication to improve the performance by reducing the delay and complexity of traditional bus arbitration. In addition, two mesh-based topologies for 3D architectures are also introduced to mitigate the inter-layer footprint and power dissipation on each layer with a small performance penalty.

Maavoimien verkostokeskeisen tiedonsiirtojärjestelmän arkkitehtuuri ja sen toteuttaminen

Tämä tutkimus pyrkii määrittelemään itsenäisenä puolustushaarana toimivalle maavoimille sen tehtäviin soveltuvan verkostokeskeisyyttä ja joukkorakenteita tukevan tiedonsiirtojärjestelmän arkkitehtuurin. Tutkimus on luonteeltaan teoreettinen. Siinä analysoidaan yleistä sotilaallisten tiedonsiirtojärjestelmien kehitystä kylmästä sodasta lähtien, tiedonsiirtojärjestelmien kehitystä Yhdysvaltain ja Suomen maavoimissa sekä kaupallisten tiedonsiirtojärjestelmien kehitysnäkymiä. Analyysin pohjalta on laadittu arkkitehtuurikuvaus koostuen kahdeksasta PVTAKmäärittelyn mukaisesta näkymästä sekä esimerkki arkkitehtuurin soveltamisesta käytäntöön. Tämän työn tutkimusongelmana on, millainen maavoimien tiedonsiirtojärjestelmän arkkitehtuuri tukee tulevaisuudessa parhaiten verkostokeskeisyyttä ja yleistä teknistä kehitystä. Lisäksi tutkimuksessa selvitetään sotilaallisten tiedonsiirtojärjestelmien historian ja kehitysnäkymien vaikutusta arkkitehtuurin rakenteeseen. Tutkimusmenetelmänä työssä käytetään kirjallisuusanalyysia ja suunnittelua. Arkkitehtuurin laatiminen ja esimerkki arkkitehtuurin toteuttamisesta luokitellaan suunnitteluksi. Puolustusjärjestelmää valmistaudutaan käyttämään alue-, YETTS-, kriisinhallinta- ja informaatiosodassa. Keskeinen vaatimus on kyky toimia kaikissa näissä toimintaympäristöissä samalla kalustolla. Verkostokeskeisyyden toteuttamisen puolestaan todettiin vaativan suorituskykyistä, yhteensopivaa ja tietoturvallista tiedonsiirtojärjestelmää, joka takaa yhteydellisyyden taistelukentän toimijoiden kesken. Tällä tuetaan erityisesti verkostokeskeistä johtamista ja suunnittelua. Tiedonsiirtojärjestelmien kehityksen todettiin olevan kaikissa asevoimissa hidasta. Myös käytössä olevien ikääntyneiden järjestelmien kehityksen nopeuttaminen on osoittautunut haasteelliseksi hankintaprosessin luonteesta johtuen. Yhdysvaltain maavoimien tiedonsiirtojärjestelmissä hyödynnetään yhä runsaammin COTStekniikka, mutta taktiset johtamisyhteydet toteutetaan yhä useimmiten sotilasjärjestelmillä. Uusimmassa maavoimien järjestelmässä WIN-T:ssä korostuu kerroksellisuus (maa, ilma ja avaruus) ja tehtävän vaatimusten mukaan rakennettava järjestelmä. Sen merkittävä osa on myös JTRS-ohjelmistoradio kaikkine versioineen. Järjestelmän modulaarinen rakenne mahdollistaa jatkuvan osajärjestelmien kehittämisen teknisen kehityksen myötä. Suomen maavoimien tiedonsiirtojärjestelmät vaativat nykyisellään kehitystyötä, mutta ulkomaanoperaatioiden järjestelmiä voidaan pitää onnistuneina ja nykyaikaisina. Tärkeänä nähdäänkin kaikkien joukkotyyppien järjestelmäkehityksen yhdistäminen paremman suorituskyvyn ja yhteensopivuuden saavuttamiseksi. Kaupallisten tiedonsiirtojärjestelmien sotilaskäytön todettiin sisältävän monia haasteita sekä mahdollisuuksia. Kehityksen eteneminen kohti NGN-verkkoja kuitenkin tukee verkostokeskeisyyttä ja sotilassovelluksia. Tällä hetkellä mielenkiintoisimpia sovelluksia ovat ohjelmistoradio ja langattomat laajakaistaiset ad hoc -datansiirtojärjestelmät. Maavoimien tiedonsiirtojärjestelmän arkkitehtuuri on modulaarinen rakentuen siirtojärjestelmistä, käyttäjäympäristö- ja järjestelmäsolmuista sekä yhtenäisestä ohjaus- ja valvontajärjestelmästä. Siirtojärjestelmiä ovat PAN- (henkilökohtaiset), LAN- (lähi), LOS- (suoran yhteyden), BLOS- (epäsuoran yhteyden) ja runkoverkkojärjestelmät. Solmuja ovat esikunta- , komentopaikka- ja liikkuvan tilaajan sekä järjestelmäsolmu. Siirtoteitä ja solmuja kyetään ohjaamaan sekä valvomaan yhtenäisellä ohjaus- ja valvontajärjestelmällä. Keskeistä kokonaisuudessa on IP-protokollan laaja hyödyntäminen. Arkkitehtuuria voidaan soveltaa kaikille joukkotyypeille. Sen toteutuksen tekniikat ja järjestelmät voivat olla COTS:ia tai sotilaallista tekniikkaa. Toteutetut järjestelmät ovat joukkojen erilaisesta luonteesta ja toiminnan vaatimuksista johtuen mahdollisesti hyvinkin erilaisia.

Kenttätelelääkinnän toteuttamisratkaisu

Puolustusvoimat vastaa sodan ajan kenttälääkinnästä. Kenttälääkinnän hoitoketju päättyy evakuointisairaalaan, jossa hoitovastuu siirtyy yleiselle terveydenhuollolle. Kenttälääkinnän lääkintätekninen materiaali on laadukasta. Kenttälääkinnän ongelmat eivät olekaan lääketieteellisiä, vaan ongelmia ovat kenttälääkinnän johtaminen, hankitun tiedon käsittely, taltiointi ja erityisesti tiedon jakaminen tarvitsijoiden kesken. Tiedon jakaminen korostuu sekä kenttälääkintäjärjestelmän sisällä että viranomaisyhteistyössä. Tutkimuksen päämääränä (=päätutkimuskysymys) on selvittää, millaisia teknisiä vaatimuksia telelääketiede edellyttää kenttälääkintäjärjestelmältä ja kuinka telelääke-tieteen tarvitsemat yhteydet voidaan toteuttaa? Kun aikaa ja resursseja on vähän, ja päätökset tehtävä nopeasti, tarvitaan teknisiä apuvälineitä johtamisen nopeuttamiseksi ja informaation siirtämiseksi tarvitsijoille. Tutkimuksen tavoitteena on selvittää näitä apuvälineitä ja muodostaa tekninen ratkaisu hoitopisteiden telelääketieteen mahdollistamiseksi. Ratkaisut on pyritty toteuttamaan laitteilla ja järjestelmillä, joita puolustusvoimissa on käytössä tällä hetkellä tai laitteiden hankinta on meneillään. Tutkimus on luonteeltaan teoreettinen ja tarkastelutapa tekninen. Tutkimusmenetelmiä ovat olleet kirjallisuustutkimus, käsiteanalyysi ja asiantuntijahaastattelut. Tutkimuksessa ei käsitellä tietoturvaan, elektroniseen sodankäyntiin, lääkintäjoukkojen taktiseen käyttöön, kenttätelelääketieteen tarpeellisuuteen, etiikkaan eikä kustannuksiin liittyviä asioita. Tutkimuksessa analysoidaan telelääketieteen käsite, määritellään kenttätelelääketie-teen kokonaisarkkitehtuuri ja kenttätelelääketieteen viestintäarkkitehtuuri. Näiden pohjalta esitetään tekninen ratkaisu evakuointiajoneuvon, ensihoitokeskuksen ja "kriisikontin" telelääketieteen tiedonsiirtoyhteyksien toteuttamiseksi. Ratkaisu mahdollistaa kenttälääkinnän digitaalisen hoitotietoketjun muodostamisen. Sodan aikana kenttäviestijärjestelmä muodostaa pohjan lääkintäjoukkojen johtamiselle. Tällä hetkellä sillä ei kyetä toteuttamaan kaikkia telelääketieteen yhteystarpeita. Kenttäviestijärjestelmiä kehitetään, ja voidaan olettaa, että muutaman vuoden kuluttua kenttäviestijärjestelmät ovat osa IP-pohjaisia tietoliikenneverkkoja, joiden siirtokapasiteetti vastaa tämän päivän GPRS-siirtonopeuksia. Näin ollen toimintatapoja voidaan harjoitella jo tänä päivänä yleisen viestintäverkon välityksellä. Langattomien, kaupallisten tiedonsiirtoverkkojen hyödyntäminen on välttämätöntä kenttälääkinnän tiedonsiirtoyhteyksien toteuttamiseksi. Evakuointiajoneuvoissa tulee olla kenttäradion lisäksi VIRVE-puhelin sekä kaikkia matkapuhelinverkon ja yleisimpien langattomien datansiirtoverkkojen siirtoteitä hyödyntävä datapäätelaite, jotta lääkintäjoukot kykenevät kaikissa tilanteissa viranomaisyhteistyöhön ja toimimaan myös ennen kenttäviestijärjestelmien aktivointia. Liityntälaiteperheen tuotteet soveltuvat kenttälääkinnän käyttöön erinomaisesti. Liityntälaitteilla voidaan toteuttaa lähes kaikki kenttälääkinnän hoitopisteiden tarvitsemat viesti- ja johtamisjärjestelmäpalvelut. Liityntäpisteiden muodostamisessa on hyödynnettävä yleistä viestintäverkkoa ja langattomia siirtoteitä. Kenttäviestimateriaalia, puolustusvoimien viestintäverkkoa ja yleistä viestintäverkkoa käyttämällä voidaan toteuttaa kenttälääkinnän digitaalinen hoitotietoketju ja siirtää rauhan ajan sairaalaympäristön tietojärjestelmät kenttälääkinnän käyttöön.

Intellectual Property Protection in China in the Cases of Outsourcing and own Manufacturing

The intellectual property (IP) environment in China is still very immature. There are several problems in legal, political, economic, social-cultural, competitive and labor environment which have hindered IP legal enforcement. Under such circumstances, IP misappropriation is a major concern especially for foreign small and medium-sized enterprises (SMEs) doing business in China. These circumstances require foreign companies, no matter whether they are multinational corporations (MNCs) or SMEs and have own manufacturing in China or not, to take strong IP actions. Therefore, the purpose of this study is to discuss how IP can be protected in China in the case of outsourcing and in the case of own manufacturing. The comparison will consider the process of outsourcing and own manufacturing consisting two stages: preparation stage and operation stage. In order to clarify the conceptual arguments, two illustrative case studies were studied. The case data bases on two semi-structured interviews of the managing directors, field notes and archival data. The findings propose that attention in IP protection should be given to following issues: integrating IP strategy into the company’s business strategy, protecting the most critical knowledge, regarding IP steps as a whole in the protection mechanism and making IP strategy as proactive as possible. The major difference between outsourcing and own manufacturing in IP protection is in the operation stage. Besides, the findings also provide managerial advice on IP protection, e.g. foreign managers should be prepared for IP risks in China, they should establish an own IP protection mechanism which matches the company’s situation and they should consider IP protection as an on-going process.

Liikkuvan tilaajan järjestelmän käyttö yhtymässä

Tutkimuksen päämääränä on selvittää liikkuvan tilaajan järjestelmän käyttömahdollisuuksia prikaati 2005:n taistelussa. Tärkeimpänä kysymyksenä on: Miten liikkuvan tilaajan järjestelmää käytetään prikaati 2005:n taistelussa? Lisäksi tutkimuksessa on pyritty selvittämään tekniikan tuomia mahdollisuuksia ja haasteita sekä radiopakettiverkon integroimista järjestelmään. Tärkeimpänä tutkimusmenetelmänä on käytetty asiakirja- ja kirjallisuustutkimusta, jota on täydennetty asiantuntijahaastatteluilla. Muita menetelmiä ovat simulointi ja kenttätestit. Liikkuvan tilaajan järjestelmä on valmiusyhtymien johtamiseen käytettävä kokonaisuus, jolla aikaansaadaan johtamisen ja tulenkäytön tiedonsiirron mahdollistava taistelun vaikutuksia kestävä radiojärjestelmä. Järjestelmä tarjoaa puhe- ja dataliikenne mahdollisuudet liikkuvien tilaajien ja YVI-verkon välillä. Jatkokehityksessä järjestelmään integroidaan radiopakettiverkko. Laajennus mahdollistaa radioiden pakettikytkentäisen tiedonsiirron keskusverkon välityksellä toisiin radio- tai tietoverkkoihin. Käytännössä suurin datansiirtonopeus on 2400 bit/s. Digitaaliset kenttäradiot ja MSS-järjestelmä olisivat taktisen tietoverkon (TATIVE) tärkein langaton tiedonsiirtotapa. Sanomalaiteverkossa lähetettäviä sanomia tulisivat vastaamaan MSS-järjestelmässä lähetettävät IP-sanomat. C3 asemia käytetään pataljoonien liittämiseen, verkon silmukoimiseen ja tukiasemina keskeisillä paikoilla. Käytön painopiste on pataljoonien alueella. Yhtymän hyökkäyksessä järjestelmää käytetään tulen ja pataljoonien vaikutuksen keskittämisessä. Kuudella prikaatissa olevalla C3-tukiasemalla ei saada muodostettua kattavaa ja taistelun kestävää verkkoa. Tulevaisuudessa on lisättävä asemien määrää päivittämällä C1- ja C2-asemat C3-asemiksi. 18 C3-asemalla kyettäisiin muodostamaan koko prikaatin kattava MSSverkko. Tällöin asemien peittoalueet kattavat toisiaan

Power-line-communication-based data transmission concept for an LVDC electricity distribution network – Analysis and implementation

Communications play a key role in modern smart grids. New functionalities that make the grids ‘smart’ require the communication network to function properly. Data transmission between intelligent electric devices (IEDs) in the rectifier and the customer-end inverters (CEIs) used for power conversion is also required in the smart grid concept of the low-voltage direct current (LVDC) distribution network. Smart grid applications, such as smart metering, demand side management (DSM), and grid protection applied with communications are all installed in the LVDC system. Thus, besides remote connection to the databases of the grid operators, a local communication network in the LVDC network is needed. One solution applied to implement the communication medium in power distribution grids is power line communication (PLC). There are power cables in the distribution grids, and hence, they may be applied as a communication channel for the distribution-level data. This doctoral thesis proposes an IP-based high-frequency (HF) band PLC data transmission concept for the LVDC network. A general method to implement the Ethernet-based PLC concept between the public distribution rectifier and the customerend inverters in the LVDC grid is introduced. Low-voltage cables are studied as the communication channel in the frequency band of 100 kHz–30 MHz. The communication channel characteristics and the noise in the channel are described. All individual components in the channel are presented in detail, and a channel model, comprising models for each channel component is developed and verified by measurements. The channel noise is also studied by measurements. Theoretical signalto- noise ratio (SNR) and channel capacity analyses and practical data transmission tests are carried out to evaluate the applicability of the PLC concept against the requirements set by the smart grid applications in the LVDC system. The main results concerning the applicability of the PLC concept and its limitations are presented, and suggestion for future research proposed.

Thermal-Aware Networked Many-Core Systems

Advancements in IC processing technology has led to the innovation and growth happening in the consumer electronics sector and the evolution of the IT infrastructure supporting this exponential growth. One of the most difficult obstacles to this growth is the removal of large amount of heatgenerated by the processing and communicating nodes on the system. The scaling down of technology and the increase in power density is posing a direct and consequential effect on the rise in temperature. This has resulted in the increase in cooling budgets, and affects both the life-time reliability and performance of the system. Hence, reducing on-chip temperatures has become a major design concern for modern microprocessors. This dissertation addresses the thermal challenges at different levels for both 2D planer and 3D stacked systems. It proposes a self-timed thermal monitoring strategy based on the liberal use of on-chip thermal sensors. This makes use of noise variation tolerant and leakage current based thermal sensing for monitoring purposes. In order to study thermal management issues from early design stages, accurate thermal modeling and analysis at design time is essential. In this regard, spatial temperature profile of the global Cu nanowire for on-chip interconnects has been analyzed. It presents a 3D thermal model of a multicore system in order to investigate the effects of hotspots and the placement of silicon die layers, on the thermal performance of a modern ip-chip package. For a 3D stacked system, the primary design goal is to maximise the performance within the given power and thermal envelopes. Hence, a thermally efficient routing strategy for 3D NoC-Bus hybrid architectures has been proposed to mitigate on-chip temperatures by herding most of the switching activity to the die which is closer to heat sink. Finally, an exploration of various thermal-aware placement approaches for both the 2D and 3D stacked systems has been presented. Various thermal models have been developed and thermal control metrics have been extracted. An efficient thermal-aware application mapping algorithm for a 2D NoC has been presented. It has been shown that the proposed mapping algorithm reduces the effective area reeling under high temperatures when compared to the state of the art.

Palvelunestohyökkäyksiltä suojautuminen ja niiden torjuminen

Kybersodankäynnin merkitys on kasvanut viime vuosina merkittävästi, ja yhtenä kyberso-dankäynnin välineenä voidaan käyttää palvelunestohyökkäyksiä. Tässä tutkimuksessa selvi-tän millä menetelmillä palvelunestohyökkäyksiltä voidaan suojautua ja miten niitä voidaan torjua. Tutkimuksen pääkysymyksenä on: Millä menetelmillä voidaan suojautua palvelunes-tohyökkäyksien vaikutukselta? ja alakysymyksiä ovat: Mikä on palvelunestohyökkäys ja mi-ten se toimii? Mitä erilaisia palvelunestohyökkäyksiä on olemassa? Miten eri palvelunesto-hyökkäykset vaikuttavat? Miten palvelunestohyökkäys havaitaan? Tutkielman lähteinä on käytetty pääasiassa aihealuetta käsitteleviä ja sitä sivuuttavia tutkimuksia. Palvelunestohyökkäyksellä (Denial of Service, DoS) tarkoitetaan Internet-palveluun tai muu-hun tietotekniseen palveluun oikeutettujen käyttäjien palvelun käyttämisen estämistä tai huomattavaa hidastamista kuormittamalla joko tietoliikennettä tai itse kohdejärjestelmää. Palvelunestohyökkäykset ovat keskeytyshyökkäyksiä, joilla toisin kuin muilla kyberhyökkä-yksillä ei yleensä pyritä varastamaan tietoa tai asentamaan haittaohjelmia, vaan pelkästään es-tämään palvelun tai järjestelmän käyttö siihen oikeutetuilta käyttäjiltä. Tutkielman tuloksista selviää, että palvelunestohyökkäyksiä vastaan taisteleminen voidaan jakaa kolmeen osaan: hyökkäysten estämiseen, niiden havaitsemiseen sekä hyökkäyksen tor-jumiseen. Tärkeintä palvelunestohyökkäysten välttämisessä on niiden ennaltaehkäisy. Hyväk-si havaittu yleinen tapa ennaltaehkäistä hyökkäyksiä ja parantaa tietoturvallisuutta on pitää tietoverkko yksinkertaisena, hyvin organisoituna ja hyvin ylläpidettynä sekä päivitettynä. Jo-kaiseen eri palvelunestohyökkäystyyppiin löytyy kyllä suojautumis- ja torjuntakeinot, mutta niiden tehokkuutta hyökkäyksen pysähtymiselle ei voida taata. Vaikeimpia palvelunesto-hyökkäyksiä suojautumisen ja torjumisen suhteen ovat hajautetut palvelunestohyökkäykset, koska niitä ei voida suodattaa IP-osoitteen perusteella.

The improvement of enclosure protection class of power electronics device

Tässä diplomityössä tutkittiin vaihtoehtoja tehoelektroniikkalaitteiden kotelointiluokan kehittämiseksi. Haasteena paremman suojauksen suunnittelussa on laitteiden tuottama suuri määrä lämpöä, joka vaatii tehokkaan jäähdytyksen. Työn tuloksena saatu prototyyppi IP33 luokkaa varten täyttää standardissa SFS-EN 60529+A1 asetetut vaatimukset kyseiselle kotelointiluokalle. Rakenteessa ja valmistettavuudessa havaittiin muutama ongelma, jotka ovat korjattavissa pienillä muutoksilla. Korkeampia suojausluokkia varten testattiin IP54-luokiteltujen filtterituulettimien vaikutusta laitteen jäähdytykseen. Testien perusteella jäähdytysteho on riittävä ja filtterituulettimet todettiin toimivaksi ratkaisuksi korkeammille suojausluokille. Työn perusteella voidaan todeta, että nykyiset laitteet voidaan muokata vastaamaan IP33 luokan vaatimuksia kohtuullisen pienillä muutoksilla. Tätä korkeammat suojausluokat vaatisivat niin suuria muutoksia designiin, että todennäköisesti täysin uuden laitteen suunnittelu olis kannattavin vaihtoehto.