:
کدهای LDPC نوعی کد بلوکی هستند که برای تصحیح خطای کانال به کار می روند. این کدها برای اولین بار توسط گالاگر در سال 1960 معرفی شدند. گالاگر خواص مهمی را برای این کدها اثبات کرد. او ثابت کرد که با افزایش طول بلوک کد، احتمال خطا به صورت نمایی کاهش می یابد و حداقل فاصله کد به صورت خطی افزایش می یابد.
کدهای LDPC به علت نیاز به حافظه زیاد برای کدگذاری و پیچیدگی کدبرداری، در آن زمان مورد توجه قرار نگرفت. در سال 1996 مک کی و نیل این کدها را دوباره کشف کردند و نشان دادند که کدهای LDPC جزء کدهای بسیار خوب هستند.
مک کی الگوریتم کدبرداری Sum-Product را برای کدبرداری این کدها به کار برد و نشان داد که این الگوریتم نتایج بسیار خوبی را به دنبال دارد. مک کی و دیوی نوع غیر باینری کدهای LDPC را نیز معرفی کردند و بهبود عملکرد کدهای LDPC غیر باینری را نسبت به کدهای مشابه باینری نشان دادند، علاوه بر آن در سال 2001 نیز Luby کدهای نامنظم را معرفی کرد که ماتریس بررسی درستی آنها ناهمسان بودن. این کدها نسبت به کدهای LDPC معرفی شده قبلی عملکرد بهتری دارند.
عملکرد بسیار خوب کدهای LDPC موجب شده است که برای کاربردهای مختلف مانند ضبط مغناطیسی، ضبط نوری، CDMA و مخابرات سیمی، پیشنهاد شوند.
در بعضی از سیستم های مخابراتی سیمی مانند مودم ADSL، جهت بهبود عملکرد سیستم از کدینگ استفاده می شود. در استاندارد آمریکایی ANSI برای ADSL از کد RS و یا کد الحاقی مرکب از کد RS و کد TCM، Wei استفاده می شود. در این پروژه هدف بررسی و نحوه عملکرد کدهای LDPC در این سیستم ها می باشد.
الفتریو نوعی کد LDPC که ساختار معینی دارد برای ADSL پیشنهاد کرده است، که می تواند جایگزین کد کانولوشنال شود و با افزایش پیچیدگی قابل قبولی سبب بهبود عملکرد سیستم شود.
ای مختصر در مورد سیستمهای تغییرپذیر با زمان و روش های كنترل این گونه سیستمها پرداخته است. بدیهی است كه سیستمهای واقعی به سادگی سیستمهای تك ورودی– تك خروجی معرفی شده در كنترل خطی نمی باشند. به منظور طراحی كنترل كننده برای این گونه سیستمها بایستی همواره مشكلاتی مانند غیر خطی گری، تغییرات در دینامیك، نایقینی در مدلسازی، چند ورودی – چند خروجی بودن و… در نظر گرفته شود، كه این امر به نوبه خود باعث پیچیده تر شدن كنترل كننده می گردد. تغییرات در دینامیک یكی از برجسته ترین این مشكلات می باشد. این تغییرات می تواند ناشی از دینامیک های مدل نشده (مانند: اصطحكاك، اینرسی، مقاومت الكتریكی و…) و یا ناشی از تغییر در مدل سیستم در هنگام عملكرد باشد. به طور مثال در اثر گذشت زمان مشخصات یک عملگر تغییر می نماید یا یک سیستم در شرایط محیطی مختلف عملكرد متفاوتی را از خود بروز می دهد. یكی دیگر از دلایل تغییرات دینامیک خطی سازی سیستمهای غیرخطی می باشد. به دلیل توسعه تئوری كنترل خطی به نسبت كنترل غیرخطی و آسانتر بودن تحلیل عملكرد یک سیستم با بهره گرفتن از آن، معمولاً مهندسین كنترل سعی بر خطی سازی سیستمهای غیرخطی حول نقاط كار و كنترل سیستمهای خطی سازی شده دارند. خطی سازی سیستمهائی با خواص غیرخطی شدید باعث ایجاد یک سری سیستمهای خطی می شود كه به عنوان سیستمهای خطی تغییرپذیر با زمان (LTV) شناخته می شوند. با توجه به توضیحات ارائه شده تغییر پذیر با زمان را دارا می باشند، ولی این میزان تغییر پذیری از یک سیستم به سیستم دیگر متفاوت است. در صورتی كه تغییرات درصد قابل توجهی از ثابت زمانی سیستم باشد، می توان سیستم را متغیربازمان در نظر گرفته و با روش های مرسوم مقابله با آن، به كنترل سیستم پرداخت. در صنعت اكثر فرایند های شیمیائی، اجسام پرنده، روبا تها و… با بهره گرفتن از تكنیک خط یسازی حول نقاط كار و استفاده از مدل خطی كنترل می شوند.
برای مقابله با سیستمهای LTV سه دسته كلی كنتر ل كننده وجود دارد كه اغلب روش های دیگر، زیرمجموعه یا تركیبی از این سه روش می باشند:
1- جدول بندی بهره
2- كنترل تطبیقی
3- كنترل مقاوم
:
در سال 1965، Gardon Moor پیش بینی كرد تعداد ترانزیستورها در مدار مجتمع، هر 18 تا 24 ماه، دو برابر میشود اما، به واسطه تكنولوژی قطعات پیشرفته این قانون در سالهای بعدی با چالشهای زیادی روبرو شد.
مزایای كوچك شدن ترانزیستورها عبارت است از: كاهش منبع تغذیه، افزایش سرعت و جریان ترانزیستورها و نرخ بالای جریان روشن به جریان خاموشی در ولتاژ منبع پایین تر.
با پیشرفت تكنولوژی به ناحیه ی زیر میكرون، حفظ بهبود عملكرد در هر تولیدی، فقط به وسیله انجام مقیاس، به مسئله مشكل و پیچیده ای تبدیل شده است. مقیاس كردن عمق و عرض نواحی سورس و درین، مقدار بار آزاد را كاهش می دهد و منجر به افزایش غیر قابل پذیرشی در مقاومت قطعه می شود. اثرات طفیلی بسیاری از جمله roll off ولتاژ آستانه، كاهش سد پتانسیل درین، سوراخ شدن ولتاژ آستانه، كاهش سد پتانسیل درین، سوراخ شدن كوتاه خوانده می شوند، در نهایت مقیاس كردن را محدود خواهند كرد. به علت این موانع تحقیقات 10 الی 15 سال اخیر، بر روی روش های مؤثر برای حفظ عملكرد بالای قطعه و مصرف توان پایین، متمركز شده است.
همان طور كه گفته شد مزایای عملی مقیاس كردن به علت محدودیت های اقتصادی و فیزیكی در حال كاهش است و راه حل های جدیدی پیشنهاد شده است. یكی از این روش ها تغییر در كانال سیلسیمی ماسفت ها می باشد كه امكان افزایش قابلیت حركت حامل و به نوبه ی خود افزایش جریان را به وجود می آورد. در مجموع ساختارهای چند كاناله با لایه های SiGe تحت تنش فشرده و سیلسیم تحت تنش كششی به طور متقارن قابلیت حركت را برای هردوی الكترون و حفره افزایش خواهند داد و نیز تلفیق SOI به CMOS و استفاده از اكسید مدفون در زیر توده سیلسیم مزایایی شامل كاهش ظرفیت خازنی پیوند، افزایش چگالی مدار (به علت عایق بندی محكم) و كاهش قفل شدگی را ایجاد می كند. با پذیرش Si تحت تنش و SOI، نتیجه مطلوبی از تركیب این تكنولوژی حاصل میشود.
فصل اول
سیلسیم تحت تنش
1-1) كانال سیلسیم تحت تنش
ایده استفاده از سیلسیم تحت تنش دركانال ماسفت تقریباًً به بیش از 2 دهه بر می گردد. جریان اشباع ماسفت به وسیله معادله زیر بیان میشود.
از این معادله می توان گفت: با كاهش طول كانال ترانزیستور، جریان افزایش می یابد. امروزه، مشكلات اثر طفیلی، ساخت قطعات با مقیاس بندی بیشتر را با مشكل مواجه كرده است. با توجه به معادله فوق دریافت میشود كه از طریق قابلیت حركت نیز می توان جریان ماسفت را افزایش داد. برای انجام این كار، می توان قطعه را روی یک لایه از سیلسیم تحت تنش ساخت. با داشتن یک كانال با سیلسیم تحت تنش قابلیت حركت حامل در كانال افزایش می یابد. مزیت دیگر تكنولوژی سیلسیم تحت تنش این است كه می توان یک شیب زیر آستانه ثابت را حفظ كرد. با بهره گرفتن از شیب زیر آستانه ثابت، یک قطعه می تواند برای داشتن ولتاژ آستانه بالاتری نسبت به حالت بدون تنش طراحی شود. با افزایش ولتاژ آستانه، جریان كم می شود اما، به طور هم زمان جریان حالت خاموشی نیز، به مقدار قابل ملاحظه ای كاهش می یابد.
انگیزه پژوهش:
یکی از عوامل مهم در پهنه اینترنت امروزه تقاضای استفاده از تصاویر و ویدئو است. اخیرا استفاده از کاربردهای چند رسانه ای در وسایل دستی و قابل حمل پهنای باند قابل دسترس بی سیم را محدود ساخته است. پهنای باند حتی در ارتباطات جدید هم محدود است. فشرده ساز تصویر JPEG که امروزه به طور گسترده ای به کار می رود، طی چند سال اخیر کامل شده است. تبدیل موجک که اساس تکنیک هایی مانند JPEG 2000 در فشرده سازی تصویر است برتری های قابل توجهی نسبت به روش های قراردادی، از نظر رنج فشرده سازی دارد. امروزه پیاده سازی ها با تبدیل موجک هنوز در حال توسعه و تکامل هستند. پیاده سازی هایی با سخت افزار موثر و انرژی انعطاف پذیر که می تواند توابع چند رسانه ای برای پردازش تصویر، رمزگذاری و رمزبرداری را در دسترس قرار دهد. و به خصوص برای دستگاه های بی سیم قابل حمل دستی بسیار مهم هستند.
پیش زمینه
فشرده سازی اطلاعات کامپیوتری یک تکنولوژی توانمند و قوی است، که نقش بسیار مهمی را در امر اطلاعات بازی می کند. در میان انواع مختلف دیتاها، که به طور مشترک بر روی شبکه منتقل می شوند دیتاهای تصویری و ویدئویی توده ای از ترافیک بیت ها را تشکیل می دهند برای مثال برآوردهای جاری نشان می دهد که بالغ بر 40% از حجم اینترنت را دیتاهای تصویری تشکیل می دهند ترکیب رشد انفجاری ارزش دیتاهای تصویری و ویدئویی همراه با موانع تکنولوژیکی تحویل فشرده سازی را کاری باارزش می سازد. در میان چندین استاندارد فشرده سازی قابل دسترس، امروزه استفاده از استاندارد فشرده سازی تصویر JPEG گسترش زیادی یافته است. JPEG از تبدیل کسینوسی گسسته استفاده می کند. به طوری که تبدیل برای بلوک های 8*8 دیتای تصویر به کار برده می شود. استاندارد جدیدتر JPEG2000 بر پایه تبدیل موجک، تحلیلی چند دقتی (رزلوشنی) از تصویر عرضه می کند که با مشخصات سطح پایین بینایی انسان بهترین تطابق را دارد. تبدیل کسینوسی گسسته ضرورتا یکتا است. اما تبدیل موجک ممکن است چندین تحقق داشته باشد. تبدیل موجک اصول مناسبتری برای نمایش تصاویر به ما عرضه می کند، به این دلیل که می تواند اطلاعات را در مقیاس های گوناگون با تغییر کنتراست محلی، به خوبی ساختار مقیاس بزرگ نمایش دهد و بنابراین برای دیتاهای تصویری مناسبتر است.
آرایه های گیتی قابل برنامه ریزی میدانی (FPGAS) به سرعت نمونه طرح را عرضه می کنند. FPGA دستگاه هایی هستند، که می توانند بدون تحمیل هزینه های مهندسی غیر قابل باگشت که نوعا در ساخت IC مرسوم است، برای به دست آوردن توابع مختلف برنامه ریزی شوند. همچنین با بهره گرفتن از این قطعات مشکلات خطایابی و سیم بندی مدارهای آزمایشگاهی بسیار کمتر می شود، و طراحی قابل حمل می شوند. در این کار، معماری تبدیل موجک روی سخت افزار FPGA با قابلیت تغییر ساختار اجرا می شود پایه کار روی FPGA از نوع xilinx است. طرح بر پایه اجرا چند سطح تبدیل گسسته موجک (DWT) است در طراحی xilinx virtex FPGA به کار می رود.
پیاده سازی طرح می تواند برای عملکرد به صورت پردازشگر کمکی برای فشرده سازی و یا حتی به صورت بخشی از الگوریتم برای کاربرد در دستگاه های تلفن همراه استفاده شود اما یک اشکال FPGA، ناشی از بلوک های قابل پیکربندی درشت است. همچنین طرح FPGA اغلب در ترم های فضا و زمان مانند یک طرح IC نیست.
:
موتورهای PMDC (جریان مستقیم مغناطیس دائم) ساختمان ساده ای دارند و قیمت تمام شده آنها پایین است بعلاوه ابعاد آنها در مقایسه با موتورهای DC مشابه کوچکتر است و تولید آنها نیز آسان است. در نتیجه گزینه مناسبی برای تولید انبوه و استفاده در مصارف عمومی خصوصا صنعت خودرو هستند. از این رو تحقیق بر روی طراحی، بهینه سازی این موتورها صرفه اقتصادی مناسبی را ایجاد می کند. یکی از روش های تحقیق بر روی موتورها و تحلیل آنها، روش اجزاء محدود است که تاکنون تحقیقات و مقالات بسیاری در رابطه با تحلیل اجزاء محدود موتورهای گوناگون (نظیر القایی، سنکرون، سنکرون مغناطیس دائم و…) صورت گرفته است ولی در رابطه با موتورهای PMDC کمتر کار شده است.
در فصل اول این پروژه روش اجزاء محدود برای حل مسائل الکترومغناطیس معرفی می شود که شامل روابط و اصول تئوری این روش است. یک نمونه موتور PMDC در فصل دوم معرفی می شود و ساختمان و عملکرد آن تشریح می گردد. فصل سوم شامل نحوه مدلسازی (دوبعدی) هندسی و المان محدود موتور و راهنمای استفاده از امکانات نرم افزار ANSYS جهت تحلیل مغناطیسی و حرارتی می باشد. فصل چهارم مربوط به تحلیل مغناطیسی است که در آن، ابتدا یک مدار مغناطیسی ساده به دو روش فرمولی و اجزاء محدود حل و نتایج آن مقایسه می شود و سپس تحلیل اجزاء محدود موتور مورد بررسی در حالات بی باری و بارهای مختلف انجام می شود. همچنین گشتاور موتور به صورت محاسباتی تخمین زده می شود و با مقدار واقعی مقایسه می گردد. در خاتمه پیشنهاداتی جهت بهبود موتور ارائه و بررسی می شود. فصل پنجم مربوط به تحلیل حرارتی است که شامل اصول و روابط انتقال حرارت (به صورت عمومی و در موتور) و بررسی مدار معادل حرارتی موتور است. همچنین تحلیل اجزاء محدود یک مدل حرارتی ساده و مقایسه با نتایج فرمولی در ادامه می آید و در خاتمه تحلیل حرارتی موتور مورد بررسی جهت تعیین درجه حرارت نقاط مختلف آن انجام می شود. فصل ششم شامل جمع بندی و نتیجه گیری از مطالب و ارائه پیشنهادات می باشد.
نرم افزارهای متنوعی نظیر ANSYS و NASTRAN و ABAQUS و COSMOS جهت تحلیل اجزاء محدود وجود دارد. تحقیق حاضر با بهره گرفتن از ویرایش 5.4 نرم افزار ANSYS صورت گرفته است. اگرچه در حال حاضر نسخه های جدیدتر نیز وجود دارد ولی به سبب اطمینان از نتایج آن، این نسخه انتخاب شد.
