DP TN02000067-006 – Integrace elektroniky a embedded systémů

Hlavní řešitel: Ing. Vladimír Janíček, Ph.D., FEL ČVUT v Praze
Kontakt: janicev@cvut.cz, +420 224 355 854

Cíle jsou zaměřené do automobilové techniky, průmyslu 4.0 a dalším oblastem doprovázejícím uvedené. Jedná se především o směrování výzkumu a vývoje do následujících cílů:

Systémová integrace CMOS procesoru nebo ASIC + SiC nebo GaN výkonového spínače + nezbytné komunikace BT/NFC/RFID. Cílem je extrémně zjednodušit a zlevnit elektroniku pro řízení přístup do vozidla (dveře, posuvné dveře, kapota, zadní dveře/víko zavazadlového prostoru).
Analýza a testování moderních technologií, zejména nízkopříkonové FD-SOI 28 nm a pokročilé BCD s integrovanými výkonovými spínači.
Analýza a testování neuronové sítě typu „embedded“ pro rozpoznání gest pro senzory na bázi ToF, ultrazvuku a radaru.
Vývoj testovacích metod a sestav pro testování „automotive related electronic“.
Vývoj a testování senzorů pro Průmysl 4.0 (pro továrnu WITTE Nejdek) se zaměřením na detektory odběru proudu na výrobních linkách, teplotní senzory využívající napájení Peltierovým článkem a senzory prostředí. Vývoj bude zaměřen na: a) Řízení identit v senzorové síti, b) Implementaci bezpečného fyzického přístupu ke koncovým prvkům/senzorům („edge“ zařízením), c) Zvýšení odolnosti IIoT sítě zavedením vhodných komunikačních protokolů (např. Secret Sharing-based Authenticated Key Agreement Protocol)
Vývoj průmyslových a automobilových prvků s podporou nových technologií s využitím aktuátorů, prostředí neuronových sítí, s využitím rozpoznávání gest, náhrady kamer RGB/ToF speciálními senzory (ultrazvuk, lidar, radar apod.).
Spolupráce na vývoji platforem AUTOSAR a eventuálně rozvoj RISK-V open platformy podporované EU (KDT SRIA 2022).
Vývoj systémů se zvyšováním spolehlivosti, zlepšeným chlazením a zvyšováním účinnosti pro průmyslové aplikace.
Vývoj integrované elektroniky pro lékařské přístroje.
Vývoj a integrace nástrojů a řešení pro zajištění diagnostického pokrytí a prediktivní údržby pro vestavné systémy vybavené komunikačním rozhraním.
Vývoj a implementace komunikačních modulů pro vyvíjené embeded systémy. Implementace kompaktních sestav kryptomechanizmů pro zajištění bezpečné funkcionality od autentizace, ustanovení klíčů až po autentizované šifrování či výpočet autentizačních kódů. Bezpečnostní audit následně vyvinutých komunikačních modulů a senzorů a prvků IoT.
Vývoj diagnostických a analytických metod pro testování vodivých spojů, vodivých cest, desek plošných spojů, pevných i flexibilních substrátů.
Klimatické, mechanické a termo-mechanické zkoušky, hodnocení spolehlivosti.
Analýza vlastností používaných materiálů a kompatibility materiálové základny.
Vývoj systémů pro řízení technologických procesů se vzdáleným monitoringem (např. kvality ovzduší, míry osvětlení) s modulární komunikační jednotkou.
Vývoj biodynamického modulu osvětlovací jednotky.
Vytvoření konceptu s následnou realizací robotického testovacího pracoviště senzor-systému, digitální charakterizace senzoru za účelem vytvoření digitálního dvojčete pro usnadnění simulaci a vývoje řídicích systémů.

Výsledky:

2x funkční vzorek

Řídicí biodynamická jednotka veřejného osvětlení se vzdálenou správou a monitoringem provozních parametrů, napájení IoT části pomocí energy harvesteru.
Modul umožňujících vyhodnocení maticových polí snímačů

1x prototyp

Systém pro řízení technologických procesů se vzdáleným monitoringem (např. kvality ovzduší, míry osvětlení) s modulární komunikační jednotkou

2x software

Software pro bezpečnou komunikaci IoT zařízení
Software pro komunikační moduly v senzorech pro IoT

Publikační a konfereční příspěvky