doc. Ing. Petr Fišer, Ph.D.

Se stále zvyšujícím se počtem tranzistorů na čipu se také zvyšuje množství dat potřebné pro jeho testování. Integrované obvody jsou poprvé testovány při výrobě, před zapouzdřením. Zde jsou testovací vektory generovány tzv. ATE (Automated Test Equipment) zařízením a přenášeny do čipu. Množství dat je zde obrovské, paměť v ATE je extrémně drahá, to samé platí o době testu. Je tudíž nutné tato data komprimovat. Poměr nákladů vynaložených na test čipu a na jeho návrh se stále zvyšuje. Komprese testovacích vektorů je tedy aktuální téma a stále více nabývá na významu. Je tedy zapotřebí intenzivního výzkumu v této oblasti a pokoušet se překonat stávající kompresní techniky.

Bylo navrženo mnoho kompresních technik, některé se používají v průmyslové praxi [1], [2]. Většina z nich je založená na kombinaci pseudo-náhodného testu (který může být implementován na čipu) a deterministického testu. Deterministické vektory jsou algoritmicky zkomprimované a uložené v ATE a posléze dekomprimované na čipu.

Cílem doktorského studia bude navrhnout nové metody pro kompresi a dekompresi testu pro pokročilé design-for-testability (DFT) architektury [3]. To bude zahrnovat návrh nových dekompresních architektur, algoritmů pro kompresi testu a návrh celkové HW architektury.

Tento výzkum bude (může) volně navazovat na dokončenou dizertační práci [4], [5].

• [1] J. Rajski et al. “Embedded Deterministic Test”, IEEE Transactions on Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems, vol. 23, no. 5, pp. 776-792, 2004.
• [2] Y. Huang, S. Milewski, J. Rajski, J. Tyszer and C. Wang, “Low Cost Hypercompression of Test Data,” IEEE Transactions on Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems, vol. 39, no. 10, pp. 2964-2975, 2020.
• [3] R. Dorsch, H. Wunderlich, “Reusing Scan Chains for Test Pattern Decompression”, Journal of Electronic Testing: Theory and Applications, vol. 18, no. 2, pp. 231-240, 2002.
• [4] J. Balcárek, P. Fišer, and J. Schmidt, “Techniques for SAT-based Constrained Test Pattern Generation,” in Microprocessors and Microsystems, Elsevier, Vol. 37, Issue 2, March 2013, pp. 185-195. [5] J. Balcárek, „Implicit Representations in Testing and Dependability of Digital Circuits“, Ph.D. Thesis, CTU in Prague, 2016.
• [5] J. Balcárek, „Implicit Representations in Testing and Dependability of Digital Circuits“, Ph.D. Thesis, CTU in Prague, 2016.

Algoritmy používané při návrhu logických obvodů (EDA algoritmy) jsou typicky hladové povahy. Lokální rozhodnutí se provádějí náhodně, dle topologického uspořádání, anebo dle zkušeností autora algoritmu. Tato rozhodnutí nemusí být vždy správná a mohou vést k nekvalitním výsledkům. Jedním z možných řešení tohoto problému je použití umělé inteligence (AI). AI se učí při běhu algoritmu a posléze napomáhá zvolit správné cesty.

Cílem výzkumu je prozkoumat možnosti použití AI v logické syntéze a vytvořit nové algoritmy používající AI pro řízení provádění lokálních rozhodnutí.

Současné nástroje pro logickou syntézu a optimalizaci (komerční i akademické) z převážné míry kladou důraz na rychlost, na úkor kvality. Nedávný výzkum ukázal, že tyto nástroje mají tendenci uváznout v hlubokých lokálních minimech a často produkují velice suboptimální výsledky (plocha, zpoždění). Jedním z důvodů je deterministická povaha používaných algoritmů. Randomizované iterativní algoritmy se ukázaly být jedním z řešení tohoto problému [1], [2] – nabízejí možnost zlepšit kvalitu řešení za cenu delšího výpočetního času.

Současné studie navíc ukazují, že většina nástrojů pro logickou syntézu a optimalizaci je velice citlivá na „náhodnost“ vnesenou zvnějšku, samotným návrhářem [3], [4]. Syntéza pak při nepatrné změně zdrojového kódu (při zachování funkční ekvivalence) produkuje kvalitativně značně odlišné výsledky. Toto chování není příliš žádoucí. Je tedy záhodno analyzovat toto chování, identifikovat jeho příčiny a navrhnout efektivnější algoritmy.

Cílem výzkumu bude analýza chování dostupných nástrojů (algoritmů) pro logickou syntézu a optimalizaci [5], identifikace příčin výše zmíněného chování, identifikace bodů algoritmu, kam lze explicitně vložit náhodnost a randomizace těchto algoritmů. Bude analyzován vliv náhodnosti a navrženy algoritmy, které vliv náhodnosti minimalizují, případně ji využijí v pozitivním smyslu [1], [2]. Dále mohou být navrženy nové algoritmy, které budou minimálně citlivé na náhodnost zanešenou zvenku, při zachování akceptovatelné výpočetní složitosti.

• [1] P. Fišer and J. Schmidt, “Improving the Iterative Power of Resynthesis,” in Proc. of 15th IEEE Symposium on Design and Diagnostics of Electronic Systems (DDECS), Tallinn (Estonia), April 18-20, 2012, pp. 30-33.
• [2] P. Fišer and J. Schmidt, “On Using Permutation of Variables to Improve the Iterative Power of Resynthesis,” in Proc. of 10th Int. Workshop on Boolean Problems (IWSBP), Freiberg (Germany), September 19-21, 2012, pp. 107-114.
• [3] A. Puggelli, T. Welp, A. Kuehlmann, and A. Sangiovanni-Vincentelli, “Are Logic Synthesis Tools Robust?,” in Proc. of the 48th ACM/EDAC/IEEE Design Automation Conference (DAC), 5-9 June 2011, pp. 633-638.
• [4] P. Fišer, J. Schmidt, and J. Balcárek, “On Robustness of EDA Tools,” in Proc. of 17th Euromicro Conference on Digital Systems Design (DSD), Verona (Italy), August 27-29, 2014, pp. 427-434.
• [5] Berkeley Logic Synthesis and Verification Group, “ABC: A System for Sequential Synthesis and Verification” [Online]. Available: http://www.eecs.berkeley.edu/alanmi/abc/.

Návrh tzv. aproximativních logických obvodů je jedním z dnešních mainstreamů. Zde logické obvody nemusí vykonávat požadovanou funkci přesně, je tolerována jistá chyba. Výsledné obvody jsou pak značně menší a mají menší spotřebu. Aproximativní obvody nacházejí aplikaci ve zpracovávání/rozpoznávání obrazu/zvuku, neuronových sítích, data-miningu, atd.

Testování aproximativních obvodů se stává dalším úkolem k řešení. Nabízí se zde více stupňů volnosti: test nemusí být úplný, ne všechny poruchy musí být testovány, aby obvod stále vyhovoval požadavkům. Výsledkem je pak kratší test.

Cílem výzkumu je navrhnout nové algoritmy pro generování testů (ATPG) pro aproximativní obvody.

Současné nástroje pro logickou syntézu a optimalizaci (komerční i akademické) z převážné míry kladou důraz na rychlost, na úkor kvality. Nedávný výzkum ukázal, že tyto nástroje mají tendenci uváznout v hlubokých lokálních minimech a často produkují velice suboptimální výsledky (plocha, zpoždění). Jedním z důvodů je deterministická povaha používaných algoritmů. Randomizace algoritmů [1], [2] se ukázala být pouze částečným řešením tohoto problému. Druhým, důležitějším důvodem, je chybějící řízení syntézních algoritmů na nejvyšší úrovni. Současná logická syntéza je většinou iterativní proces, ve kterém se jednotlivé syntézní kroky spouštějí spekulativně. Zavedení pokročilejších technik řízení by mohlo značně vylepšit celý syntézní proces.

Cílem výzkumu je prozkoumat chování jednotlivých kroků logické syntézy (např. v nástroji ABC [3]), zjistit jejich závislost a ortogonalitu a navrhnout algoritmus pro efektivní řízení celého procesu.

• [1] P. Fišer and J. Schmidt, “Improving the Iterative Power of Resynthesis,” in Proc. of 15th IEEE Symposium on Design and Diagnostics of Electronic Systems (DDECS), Tallinn (Estonia), April 18-20, 2012, pp. 30-33.
• [2] P. Fišer and J. Schmidt, “On Using Permutation of Variables to Improve the Iterative Power of Resynthesis,” in Proc. of 10th Int. Workshop on Boolean Problems (IWSBP), Freiberg (Germany), September 19-21, 2012, pp. 107-114.
• [3] Berkeley Logic Synthesis and Verification Group, “ABC: A System for Sequential Synthesis and Verification” [Online]. Available: http://www.eecs.berkeley.edu/alanmi/abc/.

doc. Ing. Petr Fišer, Ph.D.

doc. Ing. Ivan Šimeček, Ph.D.

Katedra softwarového inženýrství

doc. Ing. Petr Fišer, Ph.D.

doc. Ing. Jan Schmidt, Ph.D.

Katedra softwarového inženýrství

Cílem práce byla tvorba webové databáze konferencí podle vzoru již existující databáze konferencí vyvinuté v rámci závěrečných prací na FIT a FEL, ČVUT. Byl proveden sběr požadavků a návrh doménového modelu. Součástí práce je i analýza dalších možností řešení problému, ze které vyplynulo, že by bylo vhodnější rozšířit webovou databázi publikací, která byla vyvíjena v rámci diplomové práce na FIT, ČVUT. Provedli jsme analýzu a návrh rozšíření této aplikace. Změny jsme zanesli také do ER modelu rozšiřované aplikace. V implementační části jsme pak provedli rozsáhlý refaktoring aplikace a následnou implementaci nových funkcí. Implementovanou funkcionalitu jsme otestovali na úrovni uživatelských testů.

Práce na DSpace

doc. Ing. Petr Fišer, Ph.D.

doc. Ing. Jan Schmidt, Ph.D.

Katedra softwarového inženýrství

Logická syntéza je důležitým prvkem v oboru Číslicových obvodů. Nástroj ABC pro logickou syntézu využívá plně deterministických algoritmů. Během procesu není prováděn žádný náhodný výběr. Algoritmy při stejném vstupu tedy vrátí pokaždé stejný výstup. Algoritmy jsou ovšem velmi citlivé (mimo jiné) na změnu např. pořadí vstupů. Randomizování ekvivalentních voleb v těchto algoritmech tak vede k nalezení různých řešení, která mohou být kvalitnější než u deterministického algoritmu. V této práci jsem úspěšně randomizoval algoritmy balance a rewrite. Testování algoritmu rewrite dopadlo podle očekávání a jeho používání v syntézním procesu může přinést pozitivní výsledky. Randomizovaný balance ovšem generoval horší výsledky než deterministický, byl proto několikrát upravován do formy, která je konkurenceschopná deterministickému. Podařilo se mi dosáhnout průměrného zhoršení pouze 0.09\% oproti referenčnímu balance, což už už se dá považovat za statistickou chybu.

Práce na DSpace

doc. Ing. Petr Fišer, Ph.D.

doc. Ing. Jan Schmidt, Ph.D.

Katedra softwarového inženýrství

Tato praca analyzuje existujucu webovu aplikaciu pre spravu publikacii a konferencii, vyvinutu a vyuzivanu na Fakulte informacnich technologii CVUT v Praze. V praktickej casti bola aplikacia dalej vyvijana, upravene boli hlavne casti uzivatelskeho rozhrania za ucelom zlepsenia uzivatelskej privetivosti. Dalsie vylepsenia sa tykali vyhladavania, zjednotenia zobrazovania publikacii napriec aplikaciou, vytvorenia napovedy a "profilov" autorov s prepojenim na ich publikacie, odstranenie chyb a rozne mensie upravy.

Práce na DSpace

doc. Ing. Petr Fišer, Ph.D.

Ing. Robert Hülle

Katedra softwarového inženýrství

Bakalářská práce se zabývá problematikou vytváření komprimovaného testu pro číslicové obvody s RAS architekturou. Práce se sestává z teoretického úvodu do problematiky, popisu a analýzy řešiče Minisat+, jeho integrace ve formě knihovny do frameworku LogSynth a tvorby programu pro generování testu, který je založen na novém originálním algoritmu.

Práce na DSpace

doc. Ing. Petr Fišer, Ph.D.

Ing. Jaroslav Borecký, Ph.D.

Katedra teoretické informatiky

Bakalářská práce se zabývá návrhem a implementaci algoritmu pro kopresi testu založeném na Illinois-Scan dekompresni architektuře použivané pro tes- továni digitálnich obvodů. Jedná se o metodu testováni sekvenčich obvodů, která za účelem snadné testovatelnosti převede sekvenčni obvody do spojené kombinačni logiky a klopných obvodů (DFFs), které jsou následně přerozděleny do vybraných scan-chainů. Testovaci vektory jsou pak vedené paralelně několika scan-chainy, což může způsobit neúplné pokryti všech poruch. Proto je pro nás užitečné hledat takové configurace scan-chainů, které maximalizuji pokryti po- ruch a minimalizuji délku testu. K tomuto účelu máme k dispozici nástroj na generováni testu (ATPG) - nakonec jsem použil ATPG Atalanta. Výsledky práce jsou zhodnoceny v závěru.

Práce na DSpace

doc. Ing. Petr Fišer, Ph.D.

Ing. Robert Hülle, Ph.D.

Katedra aplikované matematiky

Tato práce se zabývá možností využití logické syntézy a optimalizace ke zrychlení řešení instancí problému splnitelnosti (SAT) pocházejících ze standardních benchmarků i praktických aplikací. Logická syntéza může v principu ovlivnit instanci dvěma způsoby: (1) zmenšením velikosti a (2) rozptýlením struktur, které komplikovaly řešení původní instance. Nicméně při použití syntézy je nutné vzít v potaz nejen čas řešení upravené instance, ale i čas syntézy. Může se stát, že zrychlení dosažené při řešení SATu bude převáženo časem syntézy samotné. Efektivita logické syntézy a optimalizace byla vyhodnocena na různých instancích a s různými syntézami. Syntéza ovlivňuje celkový čas řešení pozitivně i negativně v závislosti zejména na velikosti instance a použité syntéze. Na základě naměřených výsledků jsou popsány možnosti praktického využití syntézy.

Práce na DSpace

doc. Ing. Petr Fišer, Ph.D.

doc. Ing. Jan Schmidt, Ph.D.

Katedra softwarového inženýrství

doc. Ing. Petr Fišer, Ph.D.

doc. Ing. Jan Schmidt, Ph.D.

Katedra softwarového inženýrství

Tato diplomová práce popisuje a analyzuje současnou aplikaci pro správu publikací, kterou používá skupina pedagogů a studentů z ČVUT. Dále je provedeno srovnání obdobných existujících aplikací a to jak open-source, tak komerčních. Na základě analýzy je poté navrhnuta, naimplementována a na samotný závěr otestována aplikace nová, která překlenuje nedostatky aplikace původní. Nová aplikace je webová, postavena na moderních technologiích, responzivní a plně interaktivní s možností přidávat publikace včetně dokumentů, třídit je, fulltextově vyhledávat v přiložených souborech a podobně. Další funkcionalitou je import a export z/do známých referenčních formátů jako BibTeX, RefWorks, EndNote. Neméně důležitou funkcionalitou je podpora kategorizace, správa uživatelů, uživatelské skupiny a propojení s aplikací třetích stran Springer.

Práce na DSpace

doc. Ing. Petr Fišer, Ph.D.

doc. Ing. Jan Schmidt, Ph.D.

Katedra číslicového návrhu

Tato práce se zabývá rozdělováním logického obvodu na vhodné části, které následně paralelně resyntetizuje za účelem dosažení lepšího konečného výsledku, než kdyby se obvod resyntetizoval vcelku. Představen je vlastní algoritmus pro rozdělování. Výstupy obou variant zpracování obvodu jsou porovnány řadou experimentů. Vyhodnocen je i časový přínos, který do resyntézy vnáší rozdělování.

Práce na DSpace

doc. Ing. Petr Fišer, Ph.D.

doc. Ing. Jan Schmidt, Ph.D.

Katedra softwarového inženýrství

Tato diplomová práce se zabývá rozšířením aplikace pro správu konferencí a publikací, která je využívána na FIT ČVUT. Práce uvádí detailní popis a analýzu stávající aplikace. Na základě této analýzy je navrženo její rozšíření. Úpravy spočívají ve vylepšení uživatelské přívětivosti, zavedení evidence referencí, citací a jejich rozpoznání, evidence vlastních publikací uživatele, zavedení uživatelských štítků u publikací, zavedení možnosti uvádět více ISBN/ISSN u časopisů, ročníků konferencí a publikací a dalších drobnějších úpravách.

Práce na DSpace

doc. Ing. Petr Fišer, Ph.D.

Ing. Jaroslav Borecký, Ph.D.

Katedra softwarového inženýrství

Tato práce se zabývá vývojem výukové aplikace, která má pomoci studentům pochopit, jak funguje genetický algoritmus. Jedná se o optimalizační algoritmus, který je inspirován biologickou evolucí. Hlavními prostředky, které studentům umožní prohloubit znalosti v této oblasti, jsou nastavitelné parametry a vizualizace průběhu algoritmu pomocí grafu. Uživatelé si mohou vyzkoušet práci na různých problémech na vlastních či vygenerovaných instancích. Teoretická část se zabývá později implementovanými strategiemi genetického algoritmu. Praktická část se zabývá vývojem samotné aplikace. Na přání vedoucího byla vytvořena jedna aplikace pro tři optimalizační algoritmy. Zbylé algorimy implementovali moji kolegové, proto se moje práce zaměřuje na genetický algoritmus a části vývoje aplikace, které jsem vypracoval já. Nově vzniklá aplikace nahradí zastaralé Java applety a bude použita při výuce od příštího semestru.

Práce na DSpace

doc. Ing. Petr Fišer, Ph.D.

Ing. Jiří Dostál, Ph.D.

Katedra softwarového inženýrství

V práci se zabývám tvorbou výukové webové aplikace pro demonstraci běhu simulovaného ochlazování. Přesněji tedy analýzou, návrhem, implementací a v poslední řadě také testováním. Implementoval jsem několik druhů problémů, jako jsou například problém obchodního cestujícího nebo problém minimálního uzlového pokrytí. Dále jsem ke každému z problémů vytvořil generátor instancí, schopný generovat instance daného problému na základě zvolených parametrů.

Práce na DSpace

doc. Ing. Petr Fišer, Ph.D.

doc. Ing. Jan Schmidt, Ph.D.

Katedra softwarového inženýrství

Práce se zabývá návrhem, implementací a uživatelským testováním aplikace pro demonstraci algoritmu Tabu prohledávání. Aplikace má sloužit studentům jako studijní nástroj pro pochopení logiky algoritmu. Uživatelé mají k dispozici na výběr několik problémů, jejiž instance budou mít možnost řešit. Můžou si také nastavovat parametry algoritmu. Aplikace obsahuje vizualizaci průběhu algoritmu a možnost porovnání více běhů. Součástí aplikace je také generátor instancí.

Práce na DSpace

doc. Ing. Petr Fišer, Ph.D.

Ing. Jan Bělohoubek, Ph.D.

Katedra číslicového návrhu

Tato práce se věnuje výpočtu podobností logických obvodů a zkoumáním závislosti \uv{common-mode} poruch na těchto podobnostech. Nejprve je provedena analýza existujících řešení se zaměřením na grafové algoritmy a návrh řešení s využitím varianty existujicího algoritmu. Výsledkem je implementace zvolené varianty algoritmu a měření závislosti získané podobnosti s množstvím odsimulovaných \uv{common-mode} poruch v da\-ných obvodech. Tyto výsledky jsou poté porovnány s řešením vedoucího práce.

Práce na DSpace

doc. Ing. Petr Fišer, Ph.D.

doc. Ing. Jan Schmidt, Ph.D.

Katedra softwarového inženýrství

Táto práca analyzuje existujúcu webovú aplikáciu slúžiacu na správu publikácii a konferencií, vyvinutú a využívanú na Fakulte informačních technológií ČVUT v Praze. V rámci práce sú navrhnuté a implementované vylepšenia aplikácie a zároveň odstránené rôzne chyby. Vylepšenia sa týkajú najmä importu a exportu publikácii z aplikácie a správy referencií k publikácii. Ďalší vývoj zahŕňa zlepšenie užívateľskej prívetivosti v podobe doplnenia nápovedy a užívateľskej dokumentácie, opravy rôznych chýb a ďalšie menšie zmeny.

Práce na DSpace