| Form of studies |
Bachelor |
| Title of the study programm |
Electronics and Mobile Communication |
| Title in original language |
" Drona vadība, pielietojot heterogēnu iegulto sistēmu ar programmējamiem loģikas masīviem" |
| Title in English |
" Drone Control Using Heterogenous FPGA-based System on Chip" |
| Department |
Institute of Microwave Engineering and Electronics |
| Scientific advisor |
Rihards Novickis |
| Reviewer |
Mihails Pudžs |
| Abstract |
Šis darbs vērš uzmanību uz heterogēnu vienkristālshēmu (Heterogeneous System on Chip - HSoC) balstītu drona-kvadrokoptera vadības sistēmas realizāciju. Pieprasījums pēc arvien lielākas veiktspējas, elastīguma un mazākām izmaksām, kā arī digitālo protokolu standartizācija, veicina vienkristālshēmu attīstību. Civilo un militāro bezpilota lidaparātu veicamie uzdevumi un apstrādes algoritmi kļūst arvien sarežģītāki, kas pieprasa lielāku veiktspēju, vienlaicīgi saglabājot sistēmas kompaktumu un palielinot energoefektivitāti. HSoC ir labs kandidāts drona kontrolierim tā veiktspējas potenciāla, energoefektivitātes un kompaktuma dēļ.
Darbā tiek izskatīti sekojoši temati: digitālie komunikācijas protokoli, heterogēnās vienčipa sistēmas, drona motori un to kontrole, Linux operētājsistēma, aprēķinu platformas sagatavošana, motora kontroles sistēmas izveide, drona motoru celtspējas novērtēšana.
Šajā darbā atspoguļota HSoC sistēmas pielāgošana drona kontroles uzdevumu veikšanai, kas sevī ietver Xilinx piedāvāto programmatūru Vivado, Vitis, PetaLinux pielietojumu HSoC aprēķinu platformas sagatavošanai. Programmējamos loģikas masīvos (Field Programmable Gate Array - FPGA) tiek pārnesta daļa centrālā procesorā (Central Processing Unit - CPU) realizēto funkciju. FPGA veic drona motoru kontroli un nepieciešamo DShot protokola signālu ģenerēšanu elektroniskajiem ātruma kontrollerim (Electronic Speed Controller - ESC).
Darba ietvaros izveidota primārās un sekundārās sāknēšanas ielādētāja programmas (First Stage Bootloader un u-boot), pielāgots Linux kodols un izveidota minimālistiska datņu sistēma. HSoC Linux vidē tiek pielietota atmiņas tiešpiekļuves pieeja, kas nodod saņemtās DShot protokola komandas realizētajai FPGA sistēmai, pielietojot atmiņas kartēšanu. Darbā tiek pētīta kvadrokoptera motora celtspējas atkarība no ESC kontrollerim nodotā DShot protokola komandas. Celējspēks tiek mērīts pie dažādiem barošanas avota spriegumiem, kas atspoguļo enerģijas avota izlādes līmeni. Motoru celtspējas noteikšanai tika izstrādāta ierīce, kuras pamatā ir dinamometrisks elements.
Darbs sastāv no 66 lappusēm, 42 attēliem un 5 pielikumiem. Darbā izmantoti 37 literatūras avoti. |
| Keywords |
Linux, Xilinx, HSoC, FPGA, VHDL, drons, kvadrokopters, cēlējspēks |
| Keywords in English |
Linux, Xilinx, HSoC, FPGA, VHDL, drone, quadcopter, lifting force |
| Language |
lv |
| Year |
2022 |
| Date and time of uploading |
29.05.2022 16:10:49 |
