​II Sympozjum FPGA 2016

W tym roku będziemy mieli wielką przyjemność gościć:

 

 

 

    Profesora Tadeusza Łubę z Wydziału Elektroniki i Technik Informacyjnych Politechniki Warszawskiej. Profesor wygłosi referat pod tytułem:

​

"Rola i znaczenie syntezy logicznej w technice układów FPGA i analizie danych"

​

Wpływ zaawansowanych procedur syntezy logicznej na jakość implementacji sprzętowych układów przetwarzania informacji i sygnałów jest szczególnie znaczący w algorytmach wykorzystujących struktury FPGA typu LUT (Look Up Table) oraz struktury z wbudowanymi blokami pamięci. Bezpośrednią przyczyną tej sytuacji jest niedoskonałość procedur odwzorowania technologicznego tradycyjnie przystosowanych do struktur typu bramkowego, dla których podstawową metodą optymalizacji jest minimalizacja i faktoryzacja funkcji boolowskich. Dla struktur FPGA znacznie skuteczniejszą metodą syntezy okazuje się redukcja argumentów i dekompozycja funkcji boolowskich, których istotą jest synteza tych funkcji w strukturach wielopoziomowych złożonych z kompo­nentów w postaci bloków logicznych specyfikowanych pierwot­nymi tablicami prawdy.

      Opinię tę potwierdza prof. Sasao w referacie „Index Generation Functions: Logic Synthesis for Pattern Matching” wygłoszonym na konferencji  EPFL Workshop on Logic Synthesis and Verification, 10 December 2015, podkreślając wyraźnie, że jego aktualnymi pracami naukowymi są algorytmy redukcji argumentów i dekompozycji funkcjonalnej.

W referacie omówione będą oryginalne metody redukcji i dekompozycji, skutecznie konkurujące z metodami opublikowanymi w najnowszych pracach z tej dziedziny. W szczególności omówiona będzie szybka procedura redukcji argumentów, której szybkość działania jest w wielu przypadkach kilkuset krotnie większa od szybkości  obecnie stosowanych algorytmów. Pokazane będzie również zastosowanie tych metod w syntezie funkcji generowania indeksów. Wszystko wskazuje na to, że generatory indeksów będą pierwszym zagadnieniem, w którym metody redukcji argumentów i dekompozycji funkcjonalnej zostaną w pełni wykorzystane i znajdą zastosowanie w realizacjach sprzętowych układów FPGA przeznaczonych do dystrybucji adresów IP, skanowania wirusów,  wykrywania niepożądanych danych, konwersji kodów itp.

​

    Doktora Ludovico Minati z Instytutu Fizyki Jądrowej PAN w Krakowie i Uniwersytetu w Trento we Włoszech.

Wygłosi wykład pod tytułem:

​

"Realization of oscillator networks using field-programmable analog-arrays (FPAA): meeting between analog and digital computation"

​

Field-programmable analog arrays (FPAAs) can be considered the analog counterpart of programmable logic devices, and serve complementary functions in signal processing chains. Their on-the-fly re-configurability enables innovative solutions to be delivered particularly in the area of flexible front-end and interfacing circuits. In this talk, first of all an introduction to this technology will be provided. Subsequently, a specific application will be presented, wherein these devices were utilized to realize a network of chaotic oscillators for the purpose of studying experimentally a phenomenon known as “remote synchronization”. This phenomenon may account for the entrainment of remote agents across diverse scenarios, such as electric power distribution networks, meteorological systems and the brain.

A PCI-bus circuit board known as LYAPUNOV-1 was designed, which comprises 32 FPAAs alongside supporting data acquisition, FPGA and interfacing circuitry. This board, whose design is available open-source and which is freely available for remote access, effectively represents a sort of “analog computer” plug-in.

Each FPAA implemented an oscillator, and the oscillators were inter-connected as a ring. Each one consisted of 3 negative voltage gain stages connected as a loop to which two integrators were superimposed, and received input from its preceding neighbour via a “mixing” stage whose gains formed the main system control parameters. It was found that for certain control parameter values, cycle amplitude fluctuations delineated subsets of preferentially-synchronized nodes. In some cases, this could not be trivially explained by synchronization paths along sequences of adjacent nodes and was therefore interpreted as representing a form of remote synchronization. In other words, complex “small-world” topology of synchronization spontaneously emerged, via non-linear dynamics, from an elementary underlying structural connectivity. Some architectural features of the emergent topology closely mapped onto known observations in biological brain networks, highlighting that such simple electronic system can recapture “morphogenesis” via emergence as it occurs in nature.

These findings will be discussed as an example of the potential of FPAAs as a tool to realize analog circuits, whose experimental study can complement purely numerical investigations of non-linear dynamics. Open questions and ideas for future work will also be presented.

​

​