Wyniki 1-8 spośród 8 dla zapytania: authorDesc:"Tomasz TOPA"

Implementacja metody momentów z wykorzystaniem kart graficznych i architektury CUDA DOI:10.15199/48.2015.03.08

Czytaj za darmo! »

W artykule omówiono możliwości zastosowania kart graficznych do przyspieszania obliczeń numerycznych bazujących na metodzie momentów. Opisano algorytmy metody momentów implementowane w heterogenicznym środowisku CPU/GPU oraz przeprowadzono szczegółowa˛ analizę mo˙zliwych do uzyskania przyspiesze´n dla ró˙znych generacji architektury CUDA. Abstract. The using of GPU to accelerate of the numerical simulations based on the Method of Moments (MoM) is presented in this paper. Implementation of the MoM in heterogeneous CPU/GPU platform and the measured speedups for the three generation of CUDA architecture is also demonstrated. (Implementation of the Method of Momentsof on GPU with CUDA architecture) Słowa kluczowe: metoda momentów, procesory graficzne GPU, CUDA, akceleracja oblicze´n Keywords: Method of Moments (MoM), graphics processing unit (GPU), CUDA, GPU acceleration Wprowadzenie W chwili obecnej, w wielu dziedzinach działalno´sci in- ˙zynierskiej na etapie projektowania coraz wi˛eksze znaczenie odgrywaja˛ badania symulacyjne. Przydatnos´c´ symulacji komputerowych jest szczególnie wyra´znie widoczna w rozwia˛zywaniu zadan´ inz˙ynierii pola elektromagnetycznego (ocena poziomu zakłóce´ n, prognozowanie nara˙ze´ n, badanie zjawiska promieniowania i rozpraszania fal elektromagnetycznych, itp.). Wynika to z faktu, ˙ze metody analityczne maja˛ tutaj bardzo ograniczony zakres zastosowan´ chociaz˙by z tego powodu, z˙e umoz˙liwiaja˛ badanie rozkładu pola tylko w układach wykazuja˛cych okres´lony charakter symetrii i przy zało˙zeniu liniowo´sci, jednorodno´sci i anizotropii ´srodowiska, w którym rozchodzi si ˛e pole elektromagnetyczne. W´sród metod numerycznego modelowania pól elektromagnetycznych chyba najbardziej ugruntowana˛ pozycje˛ maja˛ metody pełnofalowe, tj. metoda momentów, metoda elementów skon´czonych, czy metoda FDTD [1]. Wspólna˛ ułomnos´cia˛ tych metod sa˛ duz˙e wymagania odnos´nie do zasobów komputerowych (pami˛e´c ope[...]

SZYBKA METODA SZEROKOPASMOWEJ ANALIZY INSTALACJI ODGROMOWYCH DOI:10.15199/59.2015.4.96


  Zaprezentowano szybka˛, oparta˛ na metodzie momentów, technik˛e szerokopasmowej analizy instalacji odgromowych. Spektakularne skrócenie czasu obliczen´ uzyskano dzi˛eki przeniesieniu kluczowych algorytmów z CPU na GPU i zastosowaniu wymiernej, poła˛czonej z próbkowaniem adaptacyjnym, interpolacji poszukiwanej odpowiedzi cz˛estotliwo´sciowej instalacji. Przedstawiono wyniki eksperymentów numerycznych potwierdzaja˛ce znakomita˛ skuteczno ´s´c zaproponowanego podej´scia. 1. WSTE˛P Wyładowania atmosferyczne sa˛ - jak wiadomo - z´ródłem silnych impulsów elektromagnetycznych (LEMP - Lightning Electromagnetic Pulse), stwarzaja˛cych zagro- z˙enie dla urza˛dzen´ elektronicznych. Podstawowym sposobem ochrony obiektów i urza˛dzen´ radiokomunikacyjnych przed destrukcyjnym oddziaływaniem tych impulsów jest zastosowanie instalcji odgromowych. Takie instalacje z reguły maja˛ postac´ przestrzennie rozbudowanych, uziemionych struktur, zbudowanych ze wzgl˛ednie cienkich przewodów. Wybór topologii instalacji nie jest sprawa˛prosta˛, chociaz˙ ogólne rekomendacje w tym zakresie moz˙na znalez´c´ w istnieja˛cych, stosownych normach. Racjonalny wybór struktury ka˙zdej instalacji powinien w istocie uwzgl˛ednia´c wyniki starannej predykcji jej własno ´sci na etapie projektowania. Odpowiednim, ogólnym podej´sciem do analizy instalacji odgromowych jest w tym kontek´scie zastosowanie metod elektromagnetyzmu obliczeniowego. Według kryteriów przyj˛etych w in˙zynierii pola elektromagnetycznego (PEM), instalacje odgromowe sa˛ strukturami cienkoprzewodowymi. Za najskuteczniejsza˛ metod ˛e "rygorystycznego" modelowania numerycznego takich struktur jest uwa˙zana metoda momentów (MoM - Method of Moments) implementowana w dziedzinie cz˛estotliwo ´sci [1]. Metoda umo˙zliwia wyznaczenie rozkładu pra˛du indukowanego przez zewne˛trzne PEM w przewodach tworza˛cych strukture˛. Znajomos´c´ rozkładu pra˛du pozwala z kolei obliczy´c warto´sci wszystkich innych, wtór[...]

IMPLEMENTACJA METODY MOMENTÓW W HETEROGENICZNYM ŚRODOWISKU OBLICZENIOWYM CPU/GPU DOI:10.15199/59.2016.6.82


  IMPLEMENTATION OF METHOD-OF-MOMENTS ON HETEROGENEOUS CPU/GPU PLATFORM Streszczenie: Opisano implementację metody momentów - sztandarowego narzędzia analizy zagadnień inżynierii pola elektromagnetycznego (anteny, kompatybilność EM, mikrofale) - w heterogenicznym środowisku obliczeniowym CPU/GPU niskobudżetowej stacji roboczej typu desktop. Wykazano możliwość znaczącej poprawy wydajności metody dzięki wykorzystaniu zdolności procesora wielordzeniowego i procesorów strumieniowych karty graficznej do przetwarzania równoległego. Abstract: Implementation of the Method-of-Moments - as a tool for the analysis of various electromagnetic engineering problems (antennas, electromagnetic compatibility, microwaves) - on a heterogeneous CPU/GPU platform of a typical low-cost desktop workstation is described in the paper. The possibility of attaining noticeable performance improvement of the method by utilizing potential of both the multi-core CPU processor and graphic card for parallel processing is demonstrated. Słowa kluczowe: akceleracja sprzętowa, CPU/GPU, elektromagnetyzm obliczeniowy, metoda momentów. Keywords: computational electromagnetics, CPU/GPU, hardware acceleration, method of moments. 1. WSTĘP Od połowy lat sześćdziesiątych ubiegłego wieku często stosowaną metodą analizy zagadnień inżynierii pola elektromagnetycznego w dziedzinie częstotliwości jest metoda równań całkowych połączona z techniką ich numerycznego rozwiązywania rozpropagowaną przez Harringtona [3]. Podejście to, nazywane metodą momentów (Method of Moments - MoM), jest jednym z "flagowych okrętów" elektromagnetyzmu obliczeniowego. Jest ono skuteczne w rozwiązywaniu rozmaitych zagadnień, m.in. z zakresu anten, radiokomunikacji, kompatybilności elektromagnetycznej i mikrofal. Istotą metody momentów jest dyskretyzacja i algebraizacja problemu rozumiana tutaj jako przekształcenie wyjściowego równania całkowego do równania macierzowego ze względu na współczynnik[...]

Evaluation of the Magnetic Field Inside Grid-Like Large Volume DOI:10.15199/48.2018.02.15

Czytaj za darmo! »

Lightning is a source of aggressive harmful highintensity electromagnetic (EM) effects usually referred to as Lightning Electromagnetic Pulse (LEMP). The energy of LEMP may be sufficient to cause damage to sensitive electronics in electrical and electronic systems within structures. Therefore, protection measures to reduce the risk of failure of internal systems due to LEMP are vitally important [1]. This is particularly true for data processing, storage, and process control systems, radio systems, power electronic installations, telecommunication equipment, and similar. The principal source of potential damage is the lightning current and the associated magnetic field. This latter may be reduced to the acceptable level by employing magnetic shields. Large volume shields for protecting rooms and/or buildings are usually created by dedicated meshes of conductors combined with natural components of the structure such as the metal framework and the metal reinforcement in the walls, floors and ceilings. These elements taken together form three-dimensional grid-like spatial shields [1], and prediction of their response to lightning induced EM excitation is crucial for effective design of system protection (SPM) against LEMP. Perhaps the most suitable and accurate technique for EM analysis of grid-like shields composed of arbitrarily arranged conductors is the full-wave method of moments (MoM) formulated in the frequency domain (FD) [2]. Unfortunately, the direct MoM is considered computationally inefficient when a broadband response of a structure is required, since EM simulation must be performed repeatedly at many discrete frequencies and the computational cost can be prohibitive for complex structures. In this paper, a computationally efficient CUDA-enabled heterogeneous CPU+GPU co-processing implementation of the method of moments is used for electromagnetic simulation of large volume grid-like spatial shields over a wide [...]

Odporność elektroencefalografu na zaburzenia promieniowane - przykłady analizy numerycznej DOI:10.15199/48.2016.12.28

Czytaj za darmo! »

W artykule omówiono możliwości zastosowania symulacji komputerowych do badania odporności elektroencefalografu na zaburzenia promieniowane. Opisano sposób przygotowania modelu numerycznego uwzględniającego obwód drukowany urządzenia, przewody i pacjenta oraz sposób redukcji tego modelu tak, aby możliwe było uzyskanie dokładnych wyników przy zastosowaniu możliwie małych zasobów komputerowych (RAM, czas analizy). Abstract. The using of numerical simulations for analysis of the EEG device radiated immunity is presented in this paper. Developing of the numerical model consisting of PCB and leads connected to the human head as well as the model order reduction for increasing the computational efficiency by reduction of the computer resources (RAM, CPU time) without decreasing the accuracy are also demonstrated. (The EEG device radiated immunity - examples of numerical analysis). Słowa kluczowe: elektroencefalograf, odporność promieniowana, analiza numeryczna, kompatybilność elektromagnetyczna. Keywords: EEG device, radiated immunity, numerical analysis, electromagnetic compatibility. Wstęp Zagadnienia związane z kontrolą odporności urządzenia elektronicznego na zaburzenia promieniowane powinny być uwzględniane już na etapie projektu, jeszcze przed wykonaniem prototypu sprzętowego. Nie chodzi tutaj tylko o właściwe umieszczanie elementów filtrujących, ale również o sposób prowadzenia połączeń w obwodzie drukowanym. W przypadku urządzeń medycznych rejestrujących elektryczną aktywność ciała ludzkiego, należy dodatkowo uwzględnić zewnętrzne przewody i ciało pacjenta. W praktyce inżynierskiej, w większości przypadków projektanci nie przywiązują należytej uwagi do zagadnień kompatybilności elektromagnetycznej przed wykonaniem badań eksperymentalnych. Jest to o tyle nieuzasadnione, że większość współczesnych narzędzi EDA umożliwia taką analizę. W przypadku urządzeń medycznych, w trakcie tworzenia modeli numerycznych uwzględniane są zwykle dwi[...]

Odporność elektroencefalografu na zaburzenia promieniowane - przykłady analizy numerycznej DOI:10.15199/48.2016.12.28

Czytaj za darmo! »

W artykule omówiono możliwości zastosowania symulacji komputerowych do badania odporności elektroencefalografu na zaburzenia promieniowane. Opisano sposób przygotowania modelu numerycznego uwzględniającego obwód drukowany urządzenia, przewody i pacjenta oraz sposób redukcji tego modelu tak, aby możliwe było uzyskanie dokładnych wyników przy zastosowaniu możliwie małych zasobów komputerowych (RAM, czas analizy). Abstract. The using of numerical simulations for analysis of the EEG device radiated immunity is presented in this paper. Developing of the numerical model consisting of PCB and leads connected to the human head as well as the model order reduction for increasing the computational efficiency by reduction of the computer resources (RAM, CPU time) without decreasing the accuracy are also demonstrated. (The EEG device radiated immunity - examples of numerical analysis). Słowa kluczowe: elektroencefalograf, odporność promieniowana, analiza numeryczna, kompatybilność elektromagnetyczna. Keywords: EEG device, radiated immunity, numerical analysis, electromagnetic compatibility. Wstęp Zagadnienia związane z kontrolą odporności urządzenia elektronicznego na zaburzenia promieniowane powinny być uwzględniane już na etapie projektu, jeszcze przed wykonaniem prototypu sprzętowego. Nie chodzi tutaj tylko o właściwe umieszczanie elementów filtrujących, ale również o sposób prowadzenia połączeń w obwodzie drukowanym. W przypadku urządzeń medycznych rejestrujących elektryczną aktywność ciała ludzkiego, należy dodatkowo uwzględnić zewnętrzne przewody i ciało pacjenta. W praktyce inżynierskiej, w większości przypadków projektanci nie przywiązują należytej uwagi do zagadnień kompatybilności elektromagnetycznej przed wykonaniem badań eksperymentalnych. Jest to o tyle nieuzasadnione, że większość współczesnych narzędzi EDA umożliwia taką analizę. W przypadku urządzeń medycznych, w trakcie tworzenia modeli numerycznych uwzględniane są zwykle dwi[...]

Zastosowanie techniki radia programowalnego w badaniach odporności aparatury medycznej na zaburzenia pochodzące od urządzeń sieci bezprzewodowych DOI:10.15199/48.2016.12.42

Czytaj za darmo! »

W artykule przedstawiono budowę stanowiska pomiarowego, opartego na modułach radia programowalnego, umożliwiającego badanie odporności urządzeń na zaburzenia promieniowane. Opisano budowę takiego stanowiska, właściwości poszczególnych jego elementów, w tym głównie zastosowanego modułu radia programowanego a także przedstawiono sposób kalibracji całego stanowiska pomiarowego. Abstract. In this paper the radiated immunity test set-up based on software defined radio (SDR) module is presented. The most important properties of all test set-up components are described and discussed, and appropriate calibration procedure for test set-up is proposed. (Application of software defined radio in immunity tests of medical equipment to interferences produced by wireless network devices). Słowa kluczowe: odporność na promieniowanie, radio zdefiniowane programowo, kompatybilność elektromagnetyczna. Keywords: radiated immunity, software defined radio, electromagnetic compatibility. Wstęp We współczesnej diagnostyce medycznej stosuje się różnorodną aparaturę wykorzystującą elektryczną aktywność ciała ludzkiego, taką jak elektrokardiografy, miografy, elektroencefalografy, od których - z racji pełnionych funkcji - wymaga się bardzo wysokiego poziomu niezawodności. Znakomita większość wymienionych tutaj urządzeń medycznych przetwarza z dużą rozdzielczością bardzo słabe sygnały elektryczne w szerokim zakresie dynamiki. Oczywistą konsekwencją takiego stanu rzeczy jest potencjalnie duża wrażliwość takiej aparatury na zaburzenia elektromagnetyczne występujące w środowisku [1]. Z obecnością zaburzeń elektromagnetycznych i ich wpływem na rejestrowane sygnały bioelektryczne konstruktorzy aparatury mierzą się od lat. Do niedawna jedynym źródłem zaburzeń, z którymi trzeba było liczyć się w powszechnej praktyce, były urządzenia sieciowe, z dominującym wpływem sygnałów pochodzących z sieci energetycznej (o częstotliwości 50 Hz i harmonicznych). Skuteczną metod[...]

Efekty nieliniowe w obwodach wejściowych aparatury elektromedycznej a odporność na zaburzenia promieniowane DOI:10.15199/48.2017.01.55

Czytaj za darmo! »

W artykule przedstawiono wyniki prac nad zagadnieniem odporności aparatury elektromedycznej na zaburzenia promieniowane. Omówiono zjawisko detekcji obwiedni sygnałów w.cz. przez wzmacniacze operacyjne oraz wyjaśniono pojęcie współczynnika EMIRR opisującego ilościowo to zjawisko. Zamieszczono wyniki pomiarów odporności na zaburzenia w.cz. wybranych typów wzmacniaczy operacyjnych i przykładowego urządzania elektromedycznego. Abstract. In this work the results of researches on immunity to radiated RF disturbances of a set of single operational amplifiers and medical devices circuitry equipped with mentioned amplifiers are presented. EMI rejection ratio (EMIRR) for operational amplifiers is introduced and explained. The results of measurement of immunity of selected operational amplifiers and exemplary medical device are presented and discussed. (Radiated immunity of medical devices versus nonlinear performance of analog input circuit). Słowa kluczowe: aparatura medyczna, kompatybilność elektromagnetyczna (EMC), wzmacniacze operacyjne. Keywords: medical equipment, electromagnetic compatibility (EMC), operational amplifiers. Wstęp Wymagania wysokiej niezawodności sprzętu elektromedycznego wiążą się z koniecznością wykazania podczas badań kompatybilności elektromagnetycznej (KEM) odpowiedniego poziomu odporności na zaburzenia promieniowane. Zgodnie z obowiązującym w krajach Unii Europejskiej prawem, wszystkie urządzenia medyczne wprowadzane do obrotu na jej obszarze muszą spełniać wymagania zasadnicze dyrektywy 93/42/EEC [1]. Według zharmonizowanej z dyrektywą normy PN-EN 60601-1- 2:2007 [2], dotyczącej KEM aparatury elektromedycznej, należy wykazać, że urządzenie jest zdolne do poprawnej pracy bez pogorszenia parametrów technicznych w polu o natężeniu 3V/m, a dla urządzeń podtrzymujących funkcje życiowe pacjenta - 10V/m. Badania przeprowadza się w zakresie częstotliwości od 150kHz do 2,5GHz, przy czym sygnałem narażenia jest przebieg s[...]

 Strona 1