Nghiên cứu thiết kế và tích hợp các chíp chuyên dụng vào hệ thống đo lường và thu thập dữ liệu

Đ Ạ I H Ọ C Q U Ố C G IA H À N Ộ I TRưANG đại học công nghệ BÁO CÁO TỔNG KẾT Đ ê tà i: N G H I Ê N C Ứ U THIỄT K c ' v n TÍCH H Ơ • P CÁC CHIP CHUVCN DUNG • viio Hễ• TH Ố N G D O LƯ Ờ N G THÂP • THU D Ữ Liễu • M Ã SỐ: QG 05.08 Chủ trì: PGS TS N gơ D iên Tập Tham gia thực hiện: Th s Nguyễn K iêm Hùng CN N guyễn V ăn H iệu CN Phan T hu N gân &a; hg c q u ố c gia nôi TRUNGTÂMthông tin thu viền Ĩ> T / Ĩ O Í Hà N ộ i 2006 MỤC LỤC Trang Mục lục Đặt vấn đề Chương Một sơ' hiểu biết kỹ thuật lập trình chip Chương Phần thực nghiệm kết 2.1 Tích hợp khả thơng báo kết giọng nói 9 cho hệ thống đo lường 2.2 Tích hợp chip chuyên dụng vào hệ thống đo 16 nhiều hiển thị 2.3 Thiết kế tích hợp chip FPGA vào hệ thống 28 thu nhận ảnh vệ tinh khí tượng 2.4 Nghiên cứu thiết kế tích hợp chip Xilinx CPLD 46 vào hệ thống thu nhận ảnh vệ tinh khí tượng Kết luận 51 Danh sách cơng trình cơng bố 53 Danh sách sản phẩm đào tạo 54 Tài liệu tham khảo 55 ĐẶT VẤN ĐỀ Trong năm gần đây, thiết bị đo lường thu thập liệu vượt qua giới hạn hình thức thị hiển thị thông thường trở nên phong phú chủng loại, đa dạng cách thể kết như: đọc kết giọng nói, đọc kết từ xa, Trên đường phố Hà Nội nghe thấy tiếng đọc kết cân đo thông số liên quan đến sức khoẻ người tiếng Việt từ sản phẩm Trung Quốc sản xuất Nhưng lại có đặc điểm đáng ý cấu tạo bên sản phẩm loại lại không phức tạp thêm nhiều nhờ sử dụng linh kiện số lập trình (PLD; Programmmable Logic Device) Hướng nghiên cứu phát triển số nước, đặc tính lập trình nên cho phép nước nhỏ tiếp cận công nghệ vi mạch làm sản phẩm mang đặc thù đất nước mình, tiếng nói dân tộc mình, Trong xu hướng phát triển chờ nước khác làm sản phẩm thể tiếng Việt hình tương tác (như phương tiện nghe nhìn nước ta nay) đọc kết tiếng Việt mà ta phải tự làm sản phẩn loại Đề tài xây dựng nhằm tiếp cận yêu cầu đặt sản phẩm điện tử Việt nam Thêm vào đó, cơng nghệ vi mạch truyền thống thực nước lớn giàu vi kinh phí đầu tư tốn kém, nước nhỏ chí nghèo tiếp cận cơng nghệ lập trình cho vi mạch (một cơng nghệ khơng gây nhiễm môi trường công nghệ truyền thống !) để làm loạt nhỏ sản phẩm thích hợp với yêu cầu đặt nước Thiết kế tạo sô' chip FPGA/CPLD chuyên dụng (bằng phần mềm) có khả tích hợp vào hệ thống đo lường thu thập liệu làm tăng thêm giá trị sử dụng lĩnh vực ứng dụng hệ thống Một thí dụ dễ dàng nhận thấy mạch đồng tách tín hiệu từ vệ tinh khí tượng; làm từ linh kiện rời rạc, kể vi mach, phức tạp tốn thời gian, làm từ chip lập trình mạch điện gọn nhẹ, hoạt động tin cậy thời gian chế tạo (nhân bản) rút gọn nhiều Những nội dung trình bày báo cáo bao gồm: - M ột số hiểu biết kỹ thuật lập trình chip - Phần thực nghiệm số kết thực đăng ký trước - Tóm tắt kết số lời bàn luận Chương I MỘT SÓ HIỂU BIẾT C BẢN VÈ KỸ THUẬT LẬP TRÌNH TRÊN CHIP 1.1 MỞ ĐẦU Như nói đến phần đặt vấn đề, năm gần đây, khả tích hợp chip lập trình có xu hướng tăng lên khơng ngừng, từ vài chục cổng lôgic đến vài trăm tăng lên đến triệu cổng, chí cịn cao Vì chip khả lập trình có xu hướng đáp ứng ứng dụng phức tạp, như: - Xử lý tín hiệu số nâng cao - Xử lý ảnh, - Các ứng dụng đa phương tiện [2], [3], [4]s [5], Thực tế cho thấy, cho dù chương trình nạp vào chip có phức tạp đến đâu cấu trúc theo kiểu mơđun xem xây dựng từ phần nhỏ, phận nhỏ kết nối lại Vì vậy, việc xây dựng mơđun số (digital) để từ hình thành thư viện tăng tính đa dụng vi mạch lập trình được, đồng thời rút ngắn thời gian tính từ hình thành thiết ứng dụng cụ thể Trong khuôn khổ đề tài “Nghiên cứu thiết kế tích hợp chip chuyên dụng vào hệ thống đo lường thu thập liệu” chip lập trình bao gồm hai loại: * Các vi điều khiển, cụ thể vi điều khiển AVR, nhà sản xuất chế tạo sẵn thành vi điều khiển, cần lập trình cho thích hợp với ứng dụng cụ thể * Các chip CPLD, khả lập trình làm cho ứng dụng chip linh hoạt Việc lập trình cho vi điều khiển trình bày nhiều sách xuất nước, chẳng hạn [3] Trong khi, ngôn ngữ đặc tả để lập trình cho CPLD cịn tài liệu (trong nước) đề cập đến Vì vậy, sau xin trình bày ngắn gọn vi mạch lập trình được, ngơn ngữ để lập trình cho chip 1.2 NGƠN NGỮ MÔ TẢ PHẨN CỨNG HDL 1.2.1 Một số khái niệm VHDL thuật ngữ viết tắt Very High Speed (Integrated Curcuits) Hardware Description Language (Ngôn ngữ mô tả phần cứng mạch tích hợp tốc độ cao) Loại ngôn ngữ đặc biệt phát triển từ năm 80 Hoa kỳ Bộ Quốc phòng Viện IEEE (Institute o f Electrical and Electronics Engineers) bảo trợ cho phát triển ngôn ngữ mô tả phần cứng với mục tiêu phát triển mạch tích hợp tốc độ cao Ngày VHDL trở thành ngôn ngữ tiêu chuẩn công nghiệp sử dụng để mô tả hệ thống số Một loại ngôn ngữ mô tả phần cứng khác dùng rộng rãi Verilog Cả hai ngơn ngữ mạnh, cho phép người thiết kế mô tả mô hệ thống so từ đơn giản đến phức tạp Một ngôn ngữ HDL (Hardware Description Language) thứ ba ABEL (Advanced Boolean Equation Language), thiết kế dành riêng cho thiết bị logic khả trình (PLDProgrammable Logic Device) ABEL không mạnh hai ngôn ngữ ưa chuộng cơng nghiệp VHDL có đặc điểm giống ngơn ngữ lập trình quen thuộc khác mặt cú pháp, cấu trúc lệnh, lại có điểm khác biệt quan trọng mặt thực thi lệnh Ngôn ngữ mô tả phần cứng nói chung VHDL nói riêng hoạt động theo dạng song song, tức câu lệnh tác động đến cổng logic thực thi cách song song có tín hiệu lối vào tác động Các chương trình mơ tả phần cứng nói chung giống việc bất chước thuộc tính quy luật cùa hệ thống vật lý, thông thường hệ thống số 1.2.2 Một số công nghệ phần cứng 1.2.2.1 Công ngh ệA S IC (Application Specific Integrated Circuit) Cơng nghệ mạch tích hợp chun dụng, cơng nghệ thiết kế mạch chip chuyên dụng định hướng trước theo chức với cách kết nối cố định có kết hợp số linh kiện chip với đường kết nối cố định Do đặc điểm này, ASIC khơng có bán thị trường dạng vi mạch đơn lẻ vi mạch thông thường, khơng có thơng số kỹ thuật (datasheet), mà lắp ráp thiết bị cụ thể nhà sản xuất 1.2.2.2 C ông n g h ệ P L D (Program m able L ogic D evices) * M ột so loại linh kiện logic lập trình - Simple Programmable Logic Devices (SPLD): chip nhỏ với cổng nối tiếp (dãy) nhóm cổng nối với để đảm nhận chức đơn giản - Complex Programmable Logic Devices (CPLD): có cấu trúc phức tạp SPLD, chứa vài khối, khối hiểu SPLD - Field Programmable Gate Array (FPGA): có cấu trúc hoạt động phức tạp CPLD, đồng thời có khả thực chức phức tạp * Các phương tiện chủ yếu dùng cho linh kiện logic lập trình □ Cần có PROM (Programmable Read Only Memory) PLD chứa chương trình cho PLD Chương trình lưu lại nguồn ni □ Phần mềm lập trình cho PLD □ Các tài liệu hướng dẫn phục vụ cho người phát triển □ Khả lập lại cấu hình cho linh kiện Thế hệ PLD mới, cơng ty Xilinx phát triển có kết hợp hệ thống chip xem hệ FPGA Nó kết hợp mạch đặc biệt với nhiều cổng để tạo nên thiết bị truyền thơng có chức đặc biệt * Công nghệ CPLD CPLD cung cấp cho nhà thiết kế mạch logic có dung lượng lớn để thiết kế mạch phức tạp chip CPLD coi tập hợp SPLD M ột SPLD nhóm cổng nối liền với mà chúng lập trình để thực chức Được phát triển năm 1970, SPLD phần để thiết kế CPLD, PAL (Programmable Array Logic), PLA (Programmable Logic Array) Nói khác đi, CPLD chứa khối SPLD, mồi SPLD coi khối logic bao gồm PAL PLA Công nghệ CPLD phát triển cho ứng dụng : - Các thiết kế đom giản - Các thiết bị có giá thành thấp, chức đơn giản - Giảm kích thước mạch * Công nghệ FPGA M ột chip FPGA thiết kế bao gồm hàng ngàn cổng logic nhiều với kết nối có khả lập trình, thường áp dụng cho chương trình phát triển phần cứng có ưu điểm hoạt động nhanh điện áp thấp, c ấ u tạo chip FPGA bao gồm đệm I/O, khối logic cấu hình, thường viết tắt CLB (Configurable Logic Blocks) cấu trúc kết nối có khả lập trình Lập trình cho kết nối thực bàng ô RAM mà đầu cuối kết nối với cong MOS ngang qua tranzito Một CLB đơn bao gồm bốn tín hiệu vào, tín hiệu xung clock, đa hợp lập trình được, flip flop SR, bảng tra (LUT-Look Up Table) Bảng LUT nhớ số dùng để cất giữ bảng chân lý hàm so Boole Một CLB có nhiều hàm logic khác dùng để đặt chương trình Lưu đồ thiết kế cho chip FPGA bắt đầu việc mô tả hàm trạng thái, thường dùng ngôn ngữ VHDL c ấ u trúc sau tổng hợp từ lược đồ mạch ô logic Ke tiếp việc đặt chọn đường để định vị CLB cho phù hợp với mạng netlist Sau q trình mơ thẩm tra trước nạp chương trình vào chip Ưu điểm lớn thiết kế FPGA thời gian thực ngắn Các cấu trúc lơgic chip người sử dụng lập trình trực tiếp mà khơng cần cơng cụ chế tạo mạch tích hợp Vì khơng có bước vật lý nên hàm đom giản chip FPGA thơng thường thu vẽ Mapping Việc sản xuất chip theo kỹ thuật FPGA thường có chi phí cao so với kỹ thuật khác, thường áp dụng cho việc sản xuất chip ASIC (Application Specific Integrated Circuit) làm việc với điện áp thấp cho linh kiện cần tốc độ nhanh So sánh cơng nghệ PLD FPGA cơng nghệ phát triển có tiềm lớn 1.2.3 So sánh công nghệ ASIC PLD Công nghệ PLD công nghệ ASIC khác số điểm sau: - ASIC cần thời gian dài cho việc thiết kể chế tạo, PLD tạo nhờ vào việc nạp phẩn mềm nên nhanh chóng - ASIC thường thiết kế tối ưu cho chức đặc biệt nên thường có tốc độ cao Nhưng với cơng nghệ cao ngày phát triển PLD có khả vừa cho độ linh động cao vừa có tốc độ nhanh giá thành rẻ - Với số lượng lớn (trên 5000 chip) ASIC tỏ kinh tế hơn, với số lượng nhỏ, chí nhỏ PLD lại thể ưu điểm vượt trội - ASIC có giá thành thường đắt gấp nhiều lần so với cơng nghệ PLD - Tính linh động, đa dạng chức PLD hom hẳn ASIC C hương PH À N T H ự C N G H IỆ M V À CÁC K Ế T Q U Ả 2.1 TÍCH HỢP KHẢ NĂNG THƠNG BÁO KẾT QUẢ BẰNG GIỌNG NĨI CHO HỆ THĨNG ĐO LƯỜNG 2.1.1 Đặt vấn đề Châm ngơn có câu "Trăm nghe không thấy", giao tiếp với thiết bị điện tử nhiều trường hợp âm lại làm cho người dùng cảm thấy tiện lợi nhiều Có thể kể vài thí dụ: Tiếng loa báo số tầng thang máy, tiếng "bip" báo chập mạch đo điện trở, tiếng "còi chit" báo nhiệt độ cao, tiếng "còi báo động” áp suất cao, V V làm giảm nhẹ căng thẳng cho người dùng so với phải theo dõi mắt Trên đường phơ' Hà Nội nghe thấy tiếng đọc kết cân đo thông sô' liên quan đến sức khoẻ người tiếng Việt từ sản phẩm Trung Quốc sản xuất Mới điện thoại phát số gọi tiếng Việt người dùng nhấn phím Âm phát thí dụ nêu vi điểu khiển đạo Vì chương ta xem xét giao tiếp với vi điều khiển để kích hoạt chip phát âm Hiện tượng ứng dụng thiết bị cảnh báo, chống trộm, xử lý nhận dạng tiếng nói, đặc biệt hệ thống đo lường điều khiển Theo hướng nghiên cứu đạt sô kết quả, chẳng hạn tích hợp âm thiết bị quàn lý hàng chờ, thiết bị báo động cảnh báo Trong phần trình bày kết thực nghiệm việc mờ rộng thiết kế hệ đo để tích hợp thêm phát âm số phép thông báo kết đo giọng nói tiếng Việt Sau khoảng thời gian đặt trước có phím u cầu đọc kết bấm, kết đo độ ẩm, nhiệt độ (hoặc áp suấto thơng báo giọng nói tiếng Việt Hệ thống mang tính minh hoạ mặt phương pháp, nguyên tắc việc đọc kết đo lường giọng nói áp dụng cho hệ thống đo thông số khác như: đo huyết áp, đo điện áp, lồng ấp trẻ sơ sinh V V 2.1.2 Xây dựng hệ thống 2.1.2.1 Môđun thu p h t ăm số Đe phát âm số có hai phương pháp: • Viết phần mềm chip (chẳng hạn ngôn ngữ VHDL) để tạo tiếng nói tổng hợp • Dùng chip chun dụng để thu phát âm thanh, gọi tắt môđun RPM Thoạt đâu, theo hướng thứ có kết cơng bố Hội Nghị Khoa học Khoa Cơng Nghệ (và đăng tạp chí Đại học Quốc Gia) nhận thấy ngồi phần âm cịn tích hợp phần khác hệ thống đo lường chip, v ề sau, chúng tơi chuyển sang cách thứ hai thấy dễ đáp ứng tính đa dạng ứng dụng hom Theo giải pháp thứ hai hệ thống này, phần quan trọng môđun RPM sử dụng để thu/phát âm RPM cung cấp giải pháp thu/phát âm chất lượng cao cho ứng dụng nhắn tin khoảng thời gian ngắn Sơ đồ khối RPM miêu tả hình Mơđun RPM bao gồm dao động, tiền khuếch đại microphôn, mạch điểu khiển khuếch đại tự động, lọc chống chồng phổ, lọc làm trơn, khuếch đại loa Một hệ thống thu/phát âm tối thiểu cấu hình với micro-phơn, loa, vài linh kiện thụ động, hai nút bấm nguồn nuôi Việc ghi âm lưu vào ô nhớ không bay hơi, cung cấp lưu trữ tin nhắn công suất zero Giải pháp thực nhờ công nghệ lưu trữ đa mức MLS Tiếng nói tín hiệu âm lưu trữ trực tiếp vào nhớ dạng tự nhiên nó, cung cấp tái tạo âm trạng thái lỏng chất lượng cao 10 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Đ o N gọc D ũng ỨNG DỤNG Vi KHIỂN PIC ĐẺ QUẢN LÝ CUỘC GỌI KH O Á LUẬN TỐ T NG H IỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY Ngành : Điện Tử - Viễn Thơng Cán hướng dẫn: PGS TS Ngơ Diên Tập HÀ NƠI - 2006 ĐẠI HỌC QC GIA HÀ NỘI KHOA CƠNG NGHỆ Phan Thu Ngân ỨNG DỤNG NGÔN NGỮ HDL TRONG THIẾT KÊ HỆ THỐNG SỐ KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHÍNH QUY Ngành: Điện Tử-Viễn Thơng Cán hướng dẫn: TS Ngô Diên Tập HÀ NỘI - 2004 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Nguyễn Kiêm Hùng THIẾT KẾ VÀ THỬ NGHIỆM MỘT s ố HỆ THỐNG ĐO LƯỜNG CHUYÊN DỤNG TRÊN c SỞ CẢM BIẾN ÁP SUẤT MEMS N gành: Kỹ Thuật Điện Tử - Viễn Thông Chuyèn ngành: Vô tuyến Điện tử Thông tin liên lạc M ã số: 2.07.00 L U Ậ N V Ă N T H Ạ C SỸ - NGƯỜI HƯỚNG D Ẫ N KHOA HỌC: PGS TS NGÔ DIÊN TẬP HÀ NỘI - 2006 ĐẠI HỌ c QUO C GIA HÀ NỘ I TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ N g u yễn V ăn H iệu NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ TÍCH HỢP CÁC CHIP FPGA/PLD VÀO HỆ THỐNG THU NHẬN ẢNH VỆ TINH KHÍ TƯỢNG Ngành: K ỹ Thuật Điện Tử - Viễn Thông Chuyên ngành: Vô tuyến Điện tử Thông tin liên lạc M ã số: 2.07.00 L U Ậ N V Ă N T H Ạ C SỸ NGƯỜI HƯỚNG D Ả N KHOA HỌC: PGS TS NGÔ DIÊN TẬP H À N Ô I - 2006 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] W W W insight - e le c tro n ic s c o m /s o lu tio n s /k its /x ilin x / In s ig h t E le c tro n ic s Offers Two Virtex-II Development Boards [2] Virtex-II XC2V40/XC2V1000 Reference Board User’s Guide Insight Company, 2003 [3] Xilinx Virtex™ -II Evaluation Kit Product brief o f AVNET, 2003 [4] XC9536 In-System Programmable CPLD, December 4, 1998 (Version 3.0), Product Specification [5] Virtex-II Protyping Board, Hardware & SoftwareDevelopment & Solution [6] vvH’vt-'.fvsaConfisurator.com Application Note 2: Interfacing to VirtexTM-E [7] http://www.xilinx.com/ [8] XC9536 In-System Programmable CPLD, December 4, 1998 (Version 3.0), Product Specification [9] XC9536 In-System Programmable CPLD, December 4, 1998 (Version 3.0), Product Specification [10] Atmel Corp.: AT89C2051 Data sheet, 2003 [11] Dallas Corp.: DS1620 Digital Thermometer and Thermostat, Data sheet, 2004 [12] Atmel Corp.: AT89C2051 Data sheet, 2003 [13] Bùi Doãn Trọng, Bùi Trọng Tuyên, Nguyễn Văn Hiệu cộng : Hội nghị vô tuyến Điện tử Toàn quốc lần thứ 8, Hà nội 2-3/11/2002 [14] Nguyễn Kiêm Hùng, Thiết kế thử nghiệm số hệ thống đo lường chuyên dụng sở cảm biến áp suất MEMS Luận văn tôt nghiệp cao học, Đại học Quốc gia Hà Nội, 2005 [15] Nguyễn Văn Hiệu, Nghiên cứu thiết kế tích hợp chip FPGA/CPLD vào hệ thống thu nhận ảnh vệ tinh khí tượng, Luận văn tốt nghiệp cao học, Đại học Quốc gia Hà Nội, 2006 54 - n U i,u „ u „ L V IC I V iệ n V ậ t Lý v Đ iê n Tử NAM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Đ ộc L ập T ự D o H n h p h ú c GIẤY XÁC NHẬN Trung tâm ứng dụng Công Nghệ Vũ Trụ, xác nhận mạch đơng khung ảnh vệ tinh khí tượng, thiết kế chip Xilinx XC95108 (ảnh bên) thử nghiệm Phòng Kỹ Thuật Viễn Thám Viện Vật Lý Điên Tử, Viện Khoa học Công Nghệ Việt Nam thời gian từ tháng năm 2006 đến 30 tháng năm 2006 Đây sản phẩm thiết kế cùa nhóm tác giả: - Nguyễn Văn Hiệu, Học Viên Cao học K10 - Phan Thu Ngân, Cử nhân, - Ngô Diên Tập, PGS TS thực khuôn khổ đề tài: QG.05.08 Sau thời gian thử nghiệm chúng tơi có số nhận xét, đánh sau: - Toàn mạch điện thiết kế chip cùa Xilinx, mạch hoạt động cấp điện nguồn nuôi +5 V (không cần khời động chương trình từ ROM) nên gọn nhẹ dẻ dàng đưa vào sử dụna - M ạch điện xây dựng theo kiểu lập trình chip nên khả tái tạo (hay nhân bản) đơn giản, tiết kiệm thời gian, tính lặp lại cao - M ạch đ ã thử n g h iệm dài ngày hệ thống thu ảnh vệ tinh Trung tâm, cho thấy khả hoạt động tin cậy, ổn định hồn tồn sử dụng hệ thống thu ảnh vệ tinh viễn thám Kết đề tài cho thấy: việc ứng đụng kỹ thuật lập trình cho chip hồn tồn áp dụng để thay phần tiến đến thay phần lớn hệ thống số phức tạp H N ội, ngày I 06 I 2006 Phó Trưởng Phòng Kỹ Thuật Viễn Thám KS Bùi Trọng Tuyên ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHỆ **** CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIÊT NAM Độc lập - T ự - Hạnh phúc * _ ■ /h đ -n c k h số - £ íị cứu HỢP ĐỒNG NGHIÊN KHOA HỌC T H ự C HIỆN ĐỀ TÀI ĐẶC BIỆT CÁP ĐHQG HÀ NỘI Can cư Quyet đinh so 83 /K H C N ngày 25 tháng năm 2005 cùa Giám đốc Đợi học Ouấc gia Hà Nội vê việc p h ê duyệt danh mục đề tài đặc biệt cấp ĐHQGHN năm 2005 cùa Trường Đại học Công nghệ; - Căn đề cương nghiên cứu cùa để tài mã số QG 05.08 số kinh p h í duyệt Chúng tơi gồm: Bên giao (Bên Đại diện: Chức vụ: GS v s Nguyễn Văn Hiệu Trường Đại học Công nghệ Hiệu trường Bên nhận (B ên B): Ơng N gơ Diên Tập Đơn vị công tác: Khoa Điện tử - Viễn thông Trường Đại học Công nghệ ĐT: 7685202 Chù nhiệm đề tài N C K H đặc biệt m ã số: QG.05.08 Hai bên thoả thuận sau: 1iểu 1: Bên B chịu trách nhiệm tổ chức triển khai thực nội dung nehiên cứu trone ảhời gian 18 tháng (từ tháng năm 2005 đến tháng 10 năm 2006) theo đề cươne Đe tài NCKH duyệt đạt kết quà sản phẩm cụ thể đây: Thừ nghiệm hai phương pháp xử lý âm số để khẳng định khả nãn? tích hợp chức đọc kết đo bàng giọng nói tiếng Việt Tạo trinh diễn khối tiền xừ lý ảnh viễn thám gọn nhẹ dễ thay đổi cập nhật tính năne mới, có tốc độ xừ lý cao tận dụng khả năna chip có tốc độ xử lý nhanh Hai báo đ ăng tạp chí khoa học cơng nghệ báo cáo Hội nghị khoa học Một hệ thống đo lường đọc kết bàng giọng nói (tiếng Việt) Một khối tiền xừ lý ảnh vệ tinh viễn thám đấu nối với máy tính PC để thu nhận ảnh vệ tinh Sản phẩm đề tài đạt mức đưa vào thực tế ứng dụng thị trường chấp nhận nội dung lẫn hình thức Có địa ứng dụng Số cừ nhân đào tạo 2, thạc sĩ 2-3 Điểu 2: Bên B nộp cho bên A sản phẩm khoa học theo nội dung tiên độ thực cua đề tài trước ngày 6/11/2006 Điểu : N ăm 2005, bên A cấp cho bên B số tiền là: 50 triệ u đỏng (băng chữ: năm m u o i triệu đồng) tổ n e kinh phí 60 triệu đồng đề tài phê duyệt Mục chi 114 119 Nội dung chi Chi phí thuê mướn Số tiền (tr.đ.) 28,5 -T h u ê m y m óc thiêt bị 07-T h u ê lao đ ộ n g nước 28,5 Chi nghiệp vụ chuyên môn 31,5 -C h i m ua v ậ t tư, linh kiện p h ụ c vụ để tài 15 06-Sách, tài liệu (biên dịch, phôtô, in ấn) 5,5 9 -C h i k h c cho N V C M (C hi cho chù trì đê 11 Ghi tài, se m in a r khoa học, ngỉiiệm thu) 60,0 triệu đg Tổng cộng Sáu mươi triệu đồng chẵn Điều Bên B có trách nhiệm chi tiêu kinh phí cấp theo mục đích, chế độ tài hành tốn với phịng Tài vụ - Kê toán trước ngày 25/12/2006 Điểu 5: Hai bên cam kết thực điều khoản ghi hợp đồng Trong trình thực hợp đồng, hai bên phải thông báo cho vấn đề nảy sinh bàn bạc giải Biểu 6: Hợp đồng làm thành bàn, bên giữ bản, bàn gửi phòng Tài vụ - Ke tốn- Trường Đại học Cơng nghệ, gửi đên Ban KH-CN - ĐHQGHN Hà Nội, ngày tháng năm 2005 ĐẠI DIỆN BÊN B ^ - Đ Ạ Ị D I Ệ N BÊN A : ■" - l í i ệ u TRƯỜNG'! ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠJ HỌC CÔNG NGHỆ -# CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - H ạnh phúc *** ĐỀ NGHỊ THANH TỐN Kinh phí thực đề tài NCKH năm 2005 Kính gửi: BAN GIÁM HIỆU TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ Họ Tên người đề nghị: Ngô Diên Tập Thư ký cho đề t i : mã số: .QG 05 08 Chủ trì để tài cấp ĐHQG: “Nghiên cứu thiết kế tích hợp chip chuyên dụng vào hệ thống đo lường thu thập liệu” Thời gian thực đề tài: tháng năm 2005 đến hết tháng 12 năm 2005 Đ Ã CHI KINH PHÍ NHƯ SAU: Mục chi Nội dung chi 111 Thông tin liên lạc 112 Hội Nghị 113 Cơng tác phí 114 Chi phí thuê mướn Số tiền Ghi 300.000 2.476.190 17.500.000 04-Thuê m y móc, thiết bị 05- Thuê chuyên giơ giảng viên nước 06- Thuê chuyên gia, giáng viên nước 119 07 - T h u ê lao động nước 17.500.000 Chi nghiệp vụ chuyên môn 29.723.810 01- Chi mua vật tư, linh kiện phục vụ đê tài 15.331.450 06- Sách tài liêu ( biên dich, pôtô, in ấn) 6.365.000 99- Chi khác cho NVCM (Chi cho chủ trì đê Xemina khoa học, nghiệm thu, quản lý V.V J 8.027.360 tà i 50.000.000 Tổng cộng (Bằng chữ: Năm chục triệu chẵn.) Đề nghị Chủ tài khoản duyệt cho toán kinh phí thực đề tài H CHỦ T À I K H O Ả N DUYỆT K Ế TO Á N TRƯỞNG n ộ i, n g y C H Ủ T R Í ĐỂ T À I th n g n ă m 0 N G Ư Ờ I L Ậ P B lỂ lI ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ’ # Độc lập - Tự - Hạnh phúc *** - - - - - ĐỂ NGHỊ THANH TỐN Kinh phí thực đề tài NCKH năm 2006 Kính gửi: BAN GIÁM HIỆU TRƯỜNG ĐH CƠNG NGHỆ Họ Tên người đề nghị: Ngô Diên Tập Thư ký cho đề t i : Mã số: Q G 05.08 Chủ trì đề tài: N ghiên cứu thiết k ế tích hợp chip chuyên dụng vào hệ thông đo lường thu thập liệu Thời gian thực đề tài: tháng 5.năm 2005 đến hết tháng 12 năm 2006 Đ Ã CHI KINH PHÍ NHƯ SAU: M ục chi N ội d ung chi 111 Thơng tin liên lạc 113 Cơng tác phí 114 Chi phí thuê mướn Số tiền G hi 04- Thuê máy móc, thiết bị 05- Thuê chuyên gia giảng viên nước 06- Thuê chuyển gia, giảng viên nước 119 07 - Thuê lao động nước 4.000.000 đ Chi nghiệp vụ chuyên môn 4.495.000 đ 01- Chi mua vật tư, linh kiện pliục vụ đề tài 2.887.000 đ 06- Sách tài liêu ( biên dich, phôtô, in ấn) ỉ 608.000 đ 99- Chi khác clio NVCM (Chi cho chù trì đề tài Xemina klioa học, nghiệm thu, quản lý V.V J 1.505.000 đ Tổng cộng 10.000.000 đ (Bằng chữ: Mười triệu đồng chẵn ) Đề nghị Chủ tài khoản duyệt cho tốn kinh phí thực đề tài H CHỦ T À I K H O Ả N DUYỆT K Ế T O Á N TR Ư Ớ N G n ộ i, n g y C H Ủ T R Ì ĐÊ T À I th n g n ă m 0 NGƯỜI LẬP B IÊ l TÓM TẮT NHỮNG KÉT QUẢ CHÍNH CỦA ĐÈ TÀI NCKH Tên đề tài: Nghiên cứu thiết kế tích hợp chi chuyên dụng vào hệ thống đo lường thu thập liệu (Investigation to design and to integrate application specific chips into m easu rin g and acquisition system s) M ã số: Chủ trì đề tài: QG.05.08 Ngơ Diên Tập, PGS TS Những kết chính: a Ket khoa học (những đóng góp đề tài, cơng trình khoa học cơng bố); Đã đưa thử nghiệm số giải pháp công nghệ để: • Tích hợp khả thơng báo kết giọng nói cho hệ thống đo lường • Tích hợp chip chuyên dụng vào hệ thống đo nhiều hiển thị • Thiết kế tích hợp chip FPGA vào hệ thống thu nhận ảnh vệ tinh khí tượng • Nghiên cứu thiết kế tích hợp chip Xilinx CPLD vào hệ thống thu nhận ảnh vệ tinh khí tượng Trong q trình thực đề tài, hai báo cáo khoa học công bố Hội nghị khoa học đãng tạp chí: • Ngơ Diên Tập, Nguyễn Kiêm Hùng, Tích hợp chip chuyên dụng hệ thống đo lường vật lý Báo cáo đăng Kỷ yếu Hội Nghị Khoa học Kỹ Thuật Đo Lường Toàn Quốc lần thứ IV, Hà Nội tháng 11 năm 2005 • Ngơ Diên Tập, Nguyễn Kiêm Hùng, FSK demodulation with PSoC CY8C27443, Báo cáo đãng tài liệu Hội Nghị Vô Tuyến Điện Tử Toàn Quốc (REV 6), Hà Nội, thán 11 năm 2006 b Kết phục vụ thực tế (các sản phẩm công nghệ, khả áp dụng thực tê); Đề tài thực chủ yếu Trung tâm Viễn thám cùa Viện Vật lý Điện tử Cả hai chip lập trình thử nghiệm dài ngày hệ thống thu ảnh vệ tinh Phòng Kỹ Thuật Viễn Thám, Viện Vật Lý Điện tử, cho thấy khả hoat động tin cậy, ổn định chẻ tạo tích hựp vào hệ thống thu ảnh vệ tinh khí tượng lắp đặt Bộ Tư Lệnh Phịng Khơng - Khơng Qn (xem thêm giấy xác nhận phần cuối báo cáo) Không nhũng thẻ, chip thử nghiệm để thu nhận ảnh bão gân đây, thí dụ ánh IR vệ tinh MT-Sat ngày 2/11/2006 c Kêt đào tạo (số lượng sinh viên, học vien cao học, nghien cứu sinh làm việc đề tài): khuôn khổ thực đề tài, có khố luận tốt nghiệp sinh viên hai luận văn cao học hồn thành với kết loại giỏi: • Nguyễn Kiêm Hùng, Thiêt kê thử nghiệm số hệ thống đo lường chuyên dụng sở cảm biến áp suất MEMS Luận văn tốt nghiệp cao học, Đại học Quốc gia Hà Nội, 2005 • Nguyễn Văn Hiệu, Nghiên cứu thiết kế tích họp chip FPGA/CPLD vào hệ thống thu nhận ảnh vệ tinh khí tượng, Luận vãn tốt nghiệp cao học Đại học Quốc gia Hà Nội, 2006 • Đào Ngọc Dũng, ứ n g dụng vi điều khiển PIC để quản lý gọi, Khố luận tốt nghiệp đại học hệ quy, Đại học Quốc gia Hà Nội, 2006 d Ket nâng cao tiềm lực khoa học (nâng cao trình độ cán tăng cường trang thiết bị cho đơn vị); Đây đề tài xuất phát từ yêu cầu thực tế lĩnh vực viễn thám Việt nam, nên sản phẩm dễ dàng tìm khả ứng dụng thực tế Quá trình nghiên cứu nhằm hướng tới sản phẩm chế thử nên nhóm tác giả học tập nhiều, đặc biệt vấn đề bảo đảm chất lượng sản phẩm mặt mỹ thuật tính ổn định sản phẩm Ngoài ra, số sản phẩm sử dụng hệ thống đo có đọc kết giọng nói tiếng Việt bước đầu tìm thấy ứng dụng hệ thống quản lý hàng chờ Ngân hàng, phòng vé bệnh viện e Tình hình sử dụng kinh phí: Đã sử dụng hết kinh phí, thời hạn mục đích chi tiêu, hồn chỉnh thủ tục tốn Bộ phận Tài vụ Khoa; có kê khai chi tiết phần báo cáo CHỦ NHIỆM ĐÈ TÀI (Kỷ ghi rõ họ tên) XÁC NHẬN CỦA ĐƠN VỊ (Ký ghi rõ họ tên) /YljS XÁC NHẬN C QUAN CHỦ QUẢN Tóm tắt nội dung tiếng Anh: Investigation to design and to integrate application specific chips into measuring and acquisition systems Code: QG.05.08 Provided and experimented some technological solution to design and to integrate application specific chips into measuring and acquisition systems Particularly: • Integrating result reading capacity in measurement systems • Integrating specific chips in measurement systems with many displays • Design and integrate ALTERA FPGA chips in acceptance image system in meteorologic • Design and integrate Xilinx CPLD chips in acceptance image system in meteorologic PHIẾU Đ Ấ N G KÝ KÉT QUẢ NGHIÊN cứu KH - C N Tên đê tài: Nghiên cứu thiết kế tích hợp chi chuyên dụng vào hệ thống đo lường thu thập liệu (Đế tài nghiên cứu khoa học trọng điểm cấp ĐH Quốc gia Hà Nội) Mã số: QG.05.08 Cơquan quản lý đề tài: Địa chỉ: Điện thoại: Đại học Quốc gia Hà Nội 144, Đường Xuân Thuỷ, cầu Giấy - Hà Nội 8340564 Cơ quan chủ trì đề tài: Khoa Công Nghệ, ĐH Quốc Gia Hà Nội Địa chỉ: Nhà E3, 144, Đường Xuân Thuỷ, cầu Giấy - Hà Nội Tồng chi phí thục chi: 60.000.000 đồng Trong đó: - Từ ngân sách Nhà nước; 100 % Thời gian nghiên cứu: năm Thời gian bắt đầu: 7/2005 Thời gian kết thúc: 12/2006 Tên cán phôi hợp nghiên cứu: •Chù trì đề tài: Ngơ Diên Tập, TS •Những người tham gia: ThS Nguyễn Kiêm Hùng CN Phan Thu Ngân CN Nguyễn Văn Hiệu Sòđăng ký đề tài Số chứng nhận đãng ký KQNC Bảo mật A Phô biên rộne rãi B Phổ biến hạn chế c Bảo mật Ngày Ngày lom tắt kết nghiên cứu: đưa thử nghiệm số giải pháp công nghệ đẻ: • Tích hợp khả thơng báo kết giọng nói cho hệ thống đo lương • Tích hợp chip chuyên dụng vào hệ thống đo nhiều hiển thị • Thiết k ế tích h ơn chip FPGA vào hệ thông thu nhận anh ve tinh khí tượng Nghiên cứu thiết kế tích hợp chip Xilinx CPLD vào hệ thống thu nhận ảnh vệ tinh khí tượng Kiên nghị vê quy mơ đôi tượng áp dụng kêt nghiên cứu: - Đề tài thực chủ yếu Trung tâm Viễn thám Viện Vật lý Điện tử Cả hai chip lập trình thử nghiệm dài ngày hệ thống thu ảnh vệ tinh Phòng Kỹ Thuật Viễn Thám, Viện Vật Lý Điện tử, cho thấy khả hoạt động tin cậy, ổn định chế tạo tích hợp vào hệ thống thu ảnh vệ tinh khí tượng lắp đặt Bộ Tư Lệnh Phịng Khơng - Khơng Qn (xem thêm giấy xác nhận phần cuối báo cáo) Không thế, chip thử nghiệm để thu nhận ảnh bão gần đây, thí dụ ảnh IR1 vệ tinh MT-Sat ngày 2/11/2006 - Sản phẩm đạt đến trình độ đưa vào áp dụng thực tế, vấn đề quảng cáo tiếp thị để tìm địa ứng dụng cụ thể Chức vụ Chủ nhiệm đề tài Thủ trưởng quan Ì U chủ trì đề tài Chủ tịch Hội đơng Thủ trưởng quan đánh giá thức quản lý đề tài Họ tên Học vị Ký tên TRirơNG PHÒNG Đóng dấu 'ỉ r ~ r - ĐẢO TAO S A U Đ A I H O C V A V C K H T" , ỉ " f ' ĩ ; ... kỹ thu? ??t lập trình chip Chương Phần thực nghiệm kết 2.1 Tích hợp khả thơng báo kết giọng nói 9 cho hệ thống đo lường 2.2 Tích hợp chip chuyên dụng vào hệ thống đo 16 nhiều hiển thị 2.3 Thiết kế. .. thị 2.3 Thiết kế tích hợp chip FPGA vào hệ thống 28 thu nhận ảnh vệ tinh khí tượng 2.4 Nghiên cứu thiết kế tích hợp chip Xilinx CPLD 46 vào hệ thống thu nhận ảnh vệ tinh khí tượng Kết luận 51 Danh... đa dụng vi mạch lập trình được, đồng thời rút ngắn thời gian tính từ hình thành thiết ứng dụng cụ thể Trong khuôn khổ đề tài ? ?Nghiên cứu thiết kế tích hợp chip chuyên dụng vào hệ thống đo lường