Mobile robot localization using sonar ranging and wlan intensity maps

 Main goal of this thesis was to implement a localization system which uses sonars and WLAN intensity maps to localize an indoor mobile robot. A probabilistic localization method, Monte Carlo Localization is used in localization. Also the theory behind probabilistic localization is explained. Two main problems in mobile robotics, path tracking and global localization, are solved in this thesis. Implemented system can achieve acceptable performance in path tracking. Global localization using WLAN received signal strength information is shown to provide good results, which can be used to localize the robot accurately, but also some bad results, which are no use when trying to localize the robot to the correct place. Main goal of solving ambiguity in office like environment is achieved in many test cases.

Mielipidekyselyjärjestelmän suunnittelu ja toteutus

Tämän työn tavoitteena on suunnitella yksinkertainen Internet-pohjainen mielipidekyselyjärjestelmä sekä esitellä yksityiskohtaisesti järjestelmän toteutus ja siihen liittyvät menetelmät. Menetelmistäesitellään ainoastaan ennalta valitut menetelmät järjestelmän toteutukseen, tietojen esittämiseen, esitystavan muotoiluun sekä tietojen varastointiin. Järjestelmä toteutetaan HTML- ja PHP-kielillä sekä käyttämällä CSS-menetelmän tyylimuotoiluja ja XML-kielen muotoiluun perustuvia tiedostoja tietovarastoina. Järjestelmän suunnitteluun liittyen työssä pyritään kuvaamaan järjestelmään toteutettavat kaksi erillistä käyttöliittymää, pääkäyttäjän käyttöliittymä ja normaalin käyttäjän käyttöliittymä, sekä näihin toteutettavat toiminnot. Pääkäyttäjän tärkeimmät toiminnot ovat mielipidekyselyiden luominen, käyttäjien lisääminen kyselyihin sekä kyselyiden tulosten seuranta. Normaalin käyttäjän toiminnot taas rajoittuvat kirjautumiseen ja kyselyyn vastaamiseen. Järjestelmän toteutuksen kuvauksessa kuvataan tarkasti edellä mainittujen kahden käyttöliittymän toiminnot sekä näiden toimintojen toteutustavat. Lisäksi toteutuksen kuvauksen yhteydessä määritellään tarkasti järjestelmän tietovarastoina toimivien tiedostojen sisällön muoto. Työn lopputuloksena syntyi valituilla toteutustavoilla toteutettu toimiva mielipidekyselyjärjestelmä sekä tämä järjestelmän suunnitteluun ja toteutuksen selvittämiseen keskittynyt dokumentti. Toteutetusta järjestelmästä ei tullut täydellinen vaan jatkokehityksessä voidaan harkita esimerkiksi tietokannan käyttämistä järjestelmän tietovarastoina sekä joidenkin lisäominaisuuksien toteuttamista. Tavoitteeseen päästiin kuitenkin, sillä toteutettu järjestelmä on toimiva ja käyttötarkoitukseensa sopiva.

Project for Active and Robot Vision Course

Tässä työssä raportoidaan harjoitustyön kehittäminen ja toteuttaminen Aktiivisen- ja robottinäön kurssille. Harjoitustyössä suunnitellaan ja toteutetaan järjestelmä joka liikuttaa kappaleita robottikäsivarrella kolmiuloitteisessa avaruudessa. Kappaleidenpaikkojen määrittämiseen järjestelmä käyttää digitaalisia kuvia. Tässä työssä esiteltävässä harjoitustyötoteutuksessa käytettiin raja-arvoistusta HSV-väriavaruudessa kappaleiden segmentointiin kuvasta niiden värien perusteella. Segmentoinnin tuloksena saatavaa binäärikuvaa suodatettiin mediaanisuotimella kuvan häiriöiden poistamiseksi. Kappaleen paikkabinäärikuvassa määritettiin nimeämällä yhtenäisiä pikseliryhmiä yhtenäisen alueen nimeämismenetelmällä. Kappaleen paikaksi määritettiin suurimman nimetyn pikseliryhmän paikka. Kappaleiden paikat kuvassa yhdistettiin kolmiuloitteisiin koordinaatteihin kalibroidun kameran avulla. Järjestelmä liikutti kappaleita niiden arvioitujen kolmiuloitteisten paikkojen perusteella.

Prosessinhallintajärjestelmä MS Accessilla ja VBA:lla

Tässä insinöörityössä suunniteltiin ja toteutettiin Nokia Oyj:n Networks -toimialaryhmään kuuluvalle toimitusvalmiusprosessin kehitysryhmälle prosessinhallintaohjelmisto. Ohjelmiston tarkoituksena oli yksinkertaistaa prosessiin kuuluvan sähköisen materiaalin päivitystyötä, vähentää prosessipäivityksiin tarvittavaa työmäärää sekä parantaa sähköisen materiaalin käyttöä tuoteprojekteissa. Insinöörityö toteutettiin ohjelmistoprojektina, johon sisältyi tutkimusvaihe, jossa tutkittiin prosessinkehitykseen liittyvää yritystoimintaa ja eri teknologiavaihtoehtoja tuotettavan järjestelmän toteuttamiselle. Työssä esitellään tulokset tutkimuksesta, jossa ensin tutustuttiin prosessikehityksen työkaluihin tilaajan tietojärjestelmissä ja prosessikehitykseen liittyvästä yritystoiminnasta. Toteutusteknologian tutkimuksessa perehdyttiin Microsoft Office -tuoteperheeseen kuuluvien MS Excelin ja MS Accessin sovelluksenkehityksen mahdollisuuksiin. Tutkimuksessa keskityttiin Visual Basic for Applications -ohjelmointiin, sovellusten hajauttamiseen tiedostopalvelinympäristössä sekä Visual Basic for Applications-ohjelmoinnin uudelleenkäytettävyyteen ja ohjelmiston hallittavuuteen. MS Office -tuotteiden vaihtoehtoina tutkittiin itsenäisten Visual Basic-sovellusten, C++- ja Java-sovellusten käyttöä sekä MySQL-tietokantajärjestelmän toimintoja. Työssä käydään myös läpi projektissa tuotettu Prosessinhallintajärjestelmä, joka on MS Accessilla toteutettu VBA-kielinen tietokantasovellus. Järjestelmä toteutettiin tutkimusten perusteella tiedostopalvelinympäristöön soveltuvaksi hajautetuksi tietokantasovellukseksi, johon kuului keskitetyn tietokannan lisäksi hallintasovellus, asiakassovellus ja siihen liittyvä asiakkaan tietokanta. Prosessinhallintajärjestelmä valmistui keväällä 2007 ja otettiin käyttöön Nokia Siemens Networksillä syksyllä 2007.

Perusterveydenhuollon ja erikoissairaanhoidon käytön seuranta ja ennakointi kuntanäkökulmasta

Follow-up of utilisation and prediction of primary health care and hospital care from the municipality point of view. Planning, follow-up, and evaluation of primary health care within municipality entail comprehensive information about factors that influence health. In addition to populationbased research, various statistical data and registries serve as sources of information. The present study examined utilisation of primary health care and hospital care with the existing databases, registries, and categorization of Diagnosis Related Groups (DRGs) from the municipality (purchaser) point of view. Research involving the cases of Paimio, Sauvo, and Turku as examples of municipalities pointed out that, even in the small municipalities, it is possible to assess and predict health services to be offered to the inhabitants by following databases and registries. Health-related databases and registries include a plenty of possible uses that have not adequately been employed at the level of municipality. Descriptive futures research and community analysis formed the framework of the study. Descriptive futures research may be used to establish predictions based on past developmental traditions, and quantitative time trend analyses may be employed to make estimations about future events. Community analysis will assist in making conclusions about population- based health care needs, in assessing the functionality or effectiveness of the health care system, and in appropriately targeting limited resources. The aim of the present study was to describe the health service profile so that the arrangements and planning of health services as well as the contract negotiations of hospital care become easier within municipalities. Another aim was to assess the application of Hilmo (registry for posting hospital care periods), Aitta and Sotka (statistical databases) for the purposes of resource planning in the procurement of hospital care. A third aim was to evaluate how the system of the DRGs adapts in the prediction of retaining health services within short (1-year), intermediate (5-year) and long range (10-15-year) intervals. The findings indicated that the follow-up of primary health care utilisation combined with follow-up of hospital care utilisation allows municipalities to plan and predict health services when databases are applied. Information about the past contacts with the databases has indicated that the health care culture and incidence of disease change rather slowly in the area of investigation. For the purposes of health care research, it is recommended that methods of application used in making predictions about health care utilisation need to be further developed

Matematiikan perusopetuksen internet-aineiston tuottaminen

Tämän diplomityön tarkoituksena on kuvata Lappeenrannan teknillisessä yliopistossa matematiikan perusopetuksen virtuaaliympäristöä pedagogisesti toimivana oppimisympäristönä. Matematiikan virtuaalimateriaali on luotu tukemaan lähiopetusta matematiikan perusopetuksessa. Virtuaalimateriaalin kehittämisessä tähdätään pedagogiseen osaamiseen ja järjestelmän toimintalogiikan kehittämiseen sisällönhallintatyökalujen avulla. Opiskelun ja opetuksen kansainvälistymisen myötä on kehitetty perusmatematiikan virtuaaliympäristöä niin, että järjestelmä tarjoaa yliopiston opettajille ja suomalaisille sekä ulkomaalasille opiskelijoille yhteisen perusmatematiikan virtuaaliympäristön. Kehityksen tuloksena on saatu järjestelmä, joka hyödyntää tietoverkkoja kuten Wikipediaa verkko-opetuksen aputyökaluna.

Tahtikoneen magnetointijärjestelmän mallinnus

Sähköisesti magnetoidut tahtikoneet voidaan jakaa magnetointimenetelmiensä perusteella hiiliharjallisiin ja -harjattomiin. Magnetointitavan määrää sovelluskohde. Hiiliharjallinen magnetointi soveltuu dynaamisesti vaativiin käyttöihin, kun taas harjaton magnetointi puolestaan vaatii vähemmän huoltoa. Hiiliharjallinen magnetointijärjestelmä koostuu syöttävästä verkosta, kolmivaiheisesta tasasuuntaavasta tyristorisillasta ja hiiliharjoista sekä napakäämivirran säätöjärjestelmästä. Harjaton järjestelmä koostuu syöttävästä verkosta, magnetointikonetta ohjaavasta tehoasteesta, magnetointikoneesta ja tasasuuntaavasta diodisillasta sekä napakäämivirran säätöjärjestelmästä. Tehoasteena käytetään vastarinnankytkettyjä tyristoripareja ja magnetointikoneena tahtikoneen akselille liitettyä epätahtikonetta. Työssä on laadittu mallit sekä harjalliselle että harjattomalle järjestelmälle. Malleissa on käytetty tilakoneita kuvaamaan järjestelmien epälineaaristen osien toimintaa. Magnetointijärjestelmien mallit on liitetty osiksi laajempaa tahtikoneen toimintaa kuvaavaa mallia.

Suomen ja Venäjän välinen kuorma-autoliikenne 2000-luvulla: nykytilanne ja tulevaisuus

Suomen ja Venäjän välinen kuorma-autoliikenne on jatkuvassa käymistilassa Venäjän tullin ja muiden viranomaisten ongelmallisten uusien määräysten takia. Ongelmista huolimatta Venäjän talouteen ja ulkomaankaupan kuljetuksiin liittyy suuria mahdollisuuksia, joita pyrkivät hyödyntämään Suomen lisäksi myös muut yhteisen rajan Venäjän kanssa jakavat maat. Suomalaisten kuljetusliikkeiden osuus kuljetusmarkkinoista on koko ajan pienentynyt vuodesta 1993 lähtien, venäläisten ottaessa markkinat vähitellen haltuunsa. Tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää pahimmat Suomen ja Venäjän väliseen liikenteeseen liittyvät ongelmat ja muodostaa toimenpide-ehdotuksia nykytilanteen parantamiseksi. Tutkimuksessa pyrittiin myös visioimaan suomalaisten kuljetusyritysten ja Suomen liikennekäytävän tulevaisuutta Venäjän ulkomaankaupan kuljetuksissa. Tietoa on kerätty suomalaisille kuljetusyhtiöille suunnatulla kyselyllä, asiantuntijoiden haastatteluilla sekä keräämällä havaintoja kuorma-autoyhdistelmän kyydissä reitillä Suomi – Pietari – Moskova. Tutkimuksen perusteella pahimmat ongelmat liittyvät rajanylitykseen. Rajanylitystä voidaan helpottaa kehittämällä rajanylityspaikkojen infrastruktuuria ja tievarsipalveluita, parantamalla rajatilannetiedottamista ja kuljetusten suunnittelua, lisäämällä viranomaisyhteistyötä sekä hyödyntämällä uuden Imatran kansainvälisen rajanylityspaikan tuomia mahdollisuuksia.

EDI-järjestelmän käyttöönottoprosessi pienessä tukkuliikkeessä

Työn tavoitteena oli auttaa yritystä ensimmäisessä EDI-projektissa ja dokumentoida prosessia tulevaisuutta varten. Työn tarkoitus on toimia oppaana yrityksen seuraavissa EDI-projekteissa. Ensin luotiin kirjallisuuden avulla kokonaiskuva EDIstä ja EDI-järjestelmistä. Tämän jälkeen pyrittiin luomaan kuva EDIn mahdollisista vaikutuksista yritykseen, esimerkiksi siitä saatavista hyödyistä ja aiheutuvista ongelmista ja kustannuksista. Yrityksen EDI-projektin etenemisestä pyrittiin kirjaamaan ylös tärkeimmät vaiheet. Prosessia vietiin eteenpäin lyhyissä pätkissä, joiden väliin jäi pitkiäkin aikoja. Lisäksi dokumentoitiin yrityksen tulevaa EDI-järjestelmää ja käytettäviä tekniikoita. Yritys osti EDI-järjestelmänsä valmiina, mutta jonkin verran räätälöintiä jouduttiin tekemään niin EDI-järjestelmään kuin toiminnan-ohjausjärjestelmäänkin. Ongelmia teknisessä toteutuksessa tuli vastaan, mutta ne olivat aina selvitettävissä. Yrityksessä selvitettiin myös perinteisin tavoin käydyn kauppatapahtuman kulkua ja toimintatapoja. Tämän jälkeen mietittiin, miten EDI tulee muuttamaan prosessia. Huomattiin kuitenkin, että vaikutusten miettiminen ennen EDIn käyttöönottoa on melko vaikeaa. Tulevaisuutta ajatellen kartoitettiin mahdollisuuksia EDI-järjestelmien käyttöön yrityksen muiden asiakkaiden ja kahden toimittajan kanssa. Mahdollisuuksia EDIn laajentamiseen löytyi molempiin suuntiin.

Pyörösahakoneen adaptiivinen teräohjaus

Diplomityössä tarkastellaan pyörösahalinjan adaptiivista teräohjausta. Työllä on kaksi tavoitetta. Lisätä mittausjärjestelmään sahatavaroiden keskiarvon mittaamisen lisäksi keskihajonnan mittaus ja selvittää mittausjärjestelmään sekä sahalinjan ohjausjärjestelmään tarvittavat muutokset niiden välisen automaattisen tiedonsiirron toteuttamiseksi. Sahatavaroiden paksuudet selvitetään optisen mittausjärjestelmän avulla. Sahatavaroille on määrätty tuoremitta. Suunniteltu järjestelmä käyttää hyväkseen keskihajontaa tarvittavan sahausvaran laskemiseen sahatavaroille. Sahausvara tarvitaan raaka-aineen ja sahakoneiden sahatavarapaksuuteen aiheuttaman vaihtelun vuoksi. Tuoremitan tulee ilmaista sahatavaran pienintä tarvittavaa paksuutta, jotta se on kuivauksen jälkeen asiakasmitassa. Mittausjärjestelmä määrittää sahausvaran reaaliaikaisen tarpeen mukaan. Sahausvara lisätään minimituoremitan päälle ja sitä ohjataan sahauksessa tapahtuvien muutosten perusteella. Adaptiivinen teräohjaus tarvitsee mittausjärjestelmän ja sahalinjan ohjausjärjestelmän välistä tiedonsiirtoa. Diplomityössä on selvitetty kahden laitevalmistajan järjestelmiin tarvittavat muutokset, jotta ne pystyvät adaptiiviseen teräohjaukseen ilman sahuria välittämässä terien siirtoarvoja. Muutosten jälkeen automaattinen tiedonsiirto onnistuu järjestelmien välillä. Sahalaitos, jossa järjestelmät ovat käytössä, ei ole tehnyt päätöstä järjestelmien tiedonsiirron automatisoinnista.

Liiketoimintasovelluksen integraatioratkaisu J2EE:n ja XML:n avulla

Työssä esitellään sovellusintegraation osia ja merkitystä sähköisessä liiketoiminnassa sekä toteutetaan toiminnanohjausjärjestelmän tietoja yrityksen asiakkaalle välittävä palvelu. Yritykset yhdistävät järjestelmänsä asiakkaiden ja liiketoimintakumppanien kanssa integroimalla. Työn teoriaosassa määritellään verkkoliiketoiminta, integraatioratkaisun osa-alueet ja integroinnin merkitys yrityksen kannalta sekä esitellään integrointiin käytettäviä perusteknologioita. Soveltavassa osassa toteutetaan paperiteollisuusyrityksen tilaus- ja toimitustietoja XML:n avulla lähettävä Java-pohjainen järjestelmä. Työssä tarkastellaan integraation merkitystä perusteknologian yrityksille ja integraation käytännön toteutusta. Tarkastelun tuloksena todetaan, että liiketoimintajärjestelmien integrointi on välttämätöntä yritysten kannattavuuden ja tehokkuuden kannalta. Integraatioprosessi on monimutkainen, joten sen toteutus vaatii tarkkaa suunnittelua, hallintaa ja aikaa.

Palkanlaskentajärjestelmän kehittäminen

Työn tavoitteena oli selvittää palkanlaskennan nykytilaa ja sen uudistamisen mahdollisuuksia etenkin SAP HR-ohjelmiston valossa. Ensin selvitettiin palkanlaskentaan ja sovellushankintaan liittyviä vaatimuksia kirjallisuuden avulla. Tämän jälkeen tutustuttiin palkanlaskennan nykytilaan haastattelujen, prosessikuvausten ja sisäisten dokumenttien avulla. SAP HR-ohjelmistoon tutustuttiin siihen liittyneiden työtehtävien, erilaisten koulutusmateriaalien ja esittelyiden avulla. Yrityksessä on jo aiemmin yritetty korvata henkilöstö- ja palkanlaskentajärjestelmiä, mutta projekti keskeytettiin. SAP HR-ohjelmiston henkilöstöhallinto-osuutta ollaan ottamassa käyttöön koko yrityksen laajuudessa. Palkanlaskentajärjestelmä vaatii pikaista uusintaa vanhan teknologian ja suuren henkilöriippuvuuden takia. Nykyiset työajanhallinnan ja palkanlaskennan prosessit yrityksessä ovat tiukasti sidottuja nykyisten järjestelmien kanssa ja uuden järjestelmän käyttöönotto vaatii muutoksia koko ketjuun työvuorojen suunnittelusta palkanlaskentaan ja raportointiin asti. Johtopäätöksenä todetaan SAP HR:n palkanlaskennan soveltuvan yrityksen palkanlaskentaan ja tarjoavan monia uusia mahdollisuuksia. Suurimmat mahdollisuudet liittyvät kokonaisten prosessiketjujen läpinäkyvyyteen ja parempaan ohjailtavuuteen. Tämä kuitenkin vaatii nykyistä tarkempaa sisäisten prosessien selvittämistä, SAP HR-palkanlaskennan kyvykkyyden tarkempaa tutkimisia, vaihtoehtoisten ohjelmien vertailua sekä ennen kaikkea valmiutta muuttaa nykyisiä prosesseja.

ROBOTTIHITSAUKSEN KÄYTTÖÖNOTON EDELLYTYKSET ASIAKASOHJAUTUVASSA YKSITTÄIS- JA PIENSARJATUOTANNOSSA

Diplomityö koostuu teoria- ja tutkimusosasta. Teoriaosassa on käsitelty robottihitsaus-järjestelmän hankinnan edellytyksiä asiakasohjautuvan yksittäis- ja piensarjatuotannon lähtökohdista. Tarkastelun osa-alueita ovat asiakasohjautuva tuotanto, robottihitsaus yksittäis- ja piensarjatuotannossa, robottien ohjelmointimenetelmät, robottihitsauksen laatu ja laadunvarmistus, tehokkuus, tuottavuus, kannattavuus, robottihitsattavan tuotteen ja robottihitsausjärjestelmän suunnittelu, robottihitsausaseman turvallisuus sekä robotti-järjestelmän toteutus ja käyttöönotto. Teoriaosa on koottu siten, että sitä voidaan käyttää myös oppimateriaalina. Siinä esitetään myös sovellusesimerkki Imatran ammattikoululla toteutetusta robottihitsausaseman turvallisuusrakenneratkaisusta, jonka on suunnitellut ja toteuttanut diplomityön laatija. Diplomityön tutkimusosassa selvitetään kyselytutkimuksen avulla robottihitsauksen käyt-töönoton edellytyksiä asiakasohjautuvassa yksittäis- ja piensarjatuotannossa eteläkarjalai-sissa konepaja- ja metallialan yrityksissä. Tutkimukseen mukaan valituille 25 yritykselle ja yrityksistä valituille vastuuhenkilöille lähetettiin kirjallinen kyselytutkimus, johon vastaus saatiin 17 yritykseltä. Diplomityön tavoitteena oli selvittää robottihitsauksen käyttöönoton edellytyksiä. Tutkimuksella haettiin tietoja myös muusta yritysten suunnittelemasta hitsaus-tuotannon kehittämisestä kuten mekanisoinnista ja sen nykytilasta sekä muista mahdollisista hitsaukseen liittyvistä hankkeista. Tutkimustulosten perusteella on todettavissa, että Etelä-Karjalassa toimivista asiakas-ohjautuvista yksittäis- ja piensarjatuotantoa harjoittavista konepaja- ja metallialan yri-tyksistä löytyy yrityksiä, jotka ovat kiinnostuneita robottihitsausjärjestelmän hankinnasta, mutta saatujen tulosten perusteella voidaan todeta, että edellytyksiä siihen ei vielä näyttäisi olevan. Syiksi robottihitsausjärjestelmän hankinnan edellytysten puuttumiseen voidaan mainita muun muassa sopimaton tuoterakenne, liian yksilölliset tuotteet ja pienet sarjat, joilla ei ole toistuvuutta. Lisäksi yritykset toimivat pelkästään alihankintayrityksinä eikä niillä ole omaa tuotetta. Robottihitsausjärjestelmän hankinta voisi olla mahdollista niissä yrityksissä, jotka ovat verkottuneet, toimivat vakaavaraisesti ja joiden viennistä osa suuntautuu välillisesti tai välittömästi ulkomaille. Yhteistyöverkkojen voidaan olettaa parantavan robottihitsaus-järjestelmän hankinnan mahdollisuuksia. Tällöin kustannuksia voidaan jakaa usealle eri yritykselle ja siten voidaan tehostaa myös järjestelmän käyttöastetta sekä hankkia uusia asiakkaita. Kaksi yrityksistä on harkinnut joko oman tai leasing-robottihitsausjärjestelmän hankintaa. Ongelmina robottihitsausjärjestelmän yhteishankinnalle pidettiin esim. kenen tiloihin järjestelmä hankitaan, kuka huolehtii kunnossapidosta, miten palkat maksetaan työntekijöille ja miten käytössä oleva työaika jaetaan eri yrityksille. Diplomityön johtopäätökset ja suositukset osassa esitetään muutamia jatkotoimenpide-ehdotuksia siitä, kuinka tiettyjen yritysten osalta voitaisiin robottihitsauksen käyttöönottoa edistää. Tutkimuksen tuloksena saatua tietoa hyödynnetään muun muassa Lappeenrannan teknillisen yliopiston tutkimus- ja koulutushankkeissa sekä toisen asteen kone- ja metallitekniikan koulutuksen suunnittelussa ja toteutuksessa.

Sulautetun moniprosessorijärjestelmän suunnittelu sähkömoottorien ohjaus- ja valvontatarpeisiin

Universal Converter (UNICON) –projektin osana suunniteltiin sähkömoottorikäyttöjen ohjaukseen ja mittaukseen soveltuva digitaaliseen signaaliprosessoriin (DSP) pohjautuva sulautettu järjestelmä. Riittävän laskentatehon varmistamiseksi päädyttiin käyttämään moniprosessorijärjestelmää. Prosessorijärjestelmässä käytettävää DSP-piiriä valittaessa valintaperusteina olivat piirien tarjoama prosessointiteho ja moniprosessorituki. Analog Devices:n SHARC-sarjan DSP-piirit täyttivät parhaiten asetetut vaatimukset: Ne tarjoavat tehokkaan käskykannan lisäksi suuren sisäisen muistin ja sisäänrakennetun moniprosessorituen. Järjestelmän mittalaiteluonteisuudesta johtuen keskeinen suunnitteluparametri oli luoda nopeat tiedonsiirtoyhteydet mittausantureilta DSP-järjestelmään. Tämä toteutettiin käyttäen ohjelmointavia FPGA-logiikkapiirejä digitaalimuotoisen mittausdatan vastaanotossa ja esikäsittelyssä. Tiedonsiirtoyhteys PC-tietokoneelle toteutettiin käyttäen erityistä liityntäkorttia DSP-järjestelmän ja PC-tietokoneen välillä. Liityntäkortin päätehtävänä on puskuroida siirrettävä data. Järjestelyllä estetään PC-tietokoneen vaikutus DSP-järjestelmän toimintaan, jotta kyetään takaamaan järjestelmän reaaliaikainen toiminta kaikissa olosuhteissa.

FPGA:lle sulautetulla mikroprosessorilla toteutettu sähkökäytön säätöjärjestelmä

Sähkökäyttöjen ohjauselektroniikka koostuu yleensä hyvin monista eri komponenteista, jolloin järjestelmän toimivuutta haittaavat esimerkiksi piirilevyvetoihin kytkeytyvät häiriöt. Tässä diplomityössä selvitetään, kuinka sähkökäyttöjen ohjausjärjestelmä voidaan toteuttaa FPGA-piirillä ja sille sulautetulla mikroprosessorilla. Tällöin koko ohjausjärjestelmä toteutetaan käyttäen vain yhtä mikropiiriä. FPGA-piirit ovat ohjelmoitavia logiikkapiirejä, joiden koko ja nopeus ovat kasvaneet riittävän suuriksi tällaisiin järjestelmiin. FPGA-piirille voidaan toteuttaa sulautettu prosessori kahdella tapaa, laitteistolohkona tai käyttäen piirillä olevaa logiikkaa. Piirillä olevaa logiikkaa käyttäen saadaan monia etuja, kuten järjestelmän helppo päivittäminen ja ominaisuuksien muuttaminen. Xilinx tarjoaa FPGA-piireilleen ohjelmistopohjaisen MicroBlaze-nimisen prosessoriytimen, joka tehokkuutensa ansiosta soveltuu hyvin käytettäväksi monimutkaisissa järjestelmissä kuten tietoliikenne-, sulautetuissa ja kuluttajamarkkinoiden laitteissa. Jotta prosessoria voitaisiin käyttää mahdollisimman tehokkaasti, tutustutaan myös reaaliaikakäyttöjärjestelmän tarjoamiin etuihin ja sovelletaan tälläistä järjestelmää yksinkertaisen oikosulkumoottorin ohjausjärjestelmän toteuttamiseen.