FBE- Elektronik Mühendisliği Lisansüstü Programı - Yüksek Lisans

Bu koleksiyon için kalıcı URI

http://hdl.handle.net/11527/28

Gözat

Dizinde bir noktaya atla:

Üniversal Lojik Devreler

( 1986) Lebleci, Yusuf ; Göknar, İ. Cem ; Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği

Bu çalışmada giriş uçlarına farklı değişken atamaları uygulanarak tüm n değişkenli Boole fonksiyonlarını gerçeklemesi sağlanan üniversal lojik devreler (ULD) incelenmiştir
Analysis and image reconstruction of synthetic aperture radar raw data

(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2003) Erbaş, Cihan ; Paker, Selçuk ; 142864 ; Elektronik Mühendisliği

The feasibility of global mapping by spaceborae Synthetic Aperture Radar ( SAR ) systems was demonstrated by the successful SEASAT experiment. Many high quality images were obtained which constituted a basis for major developments in remote sensing. The feature of global mapping with high resolution made SAR a desirable imaging tool in many application areas such as geological mapping, crop identification, ocean circulation monitoring, land classification, disaster detection, polar ice monitoring, desertification assessment. SAR produces high quality large scale images of the Earth surface via synthesizing a long antenna by transmitting pulses and coherently adding the successively reflected pulses to increase resolution in azimuth direction. Since SAR is an active sensor, that is it produces its own waveform and recieves backscattered signals, it is not dependent on sunlight providing day - and - night monitoring the Earth' s surface. In addition, SAR operates in microwave band which enables penetration of waves through clouds. Hence, monitoring of the Earth is cloud independent which is important for imaging regions that are constantly covered by clouds. Unique features of SAR makes it desirable and the number engineering projects on this area is incresing day by day. Collected data by the SAR sensor is meaningless without proper and efficient processing. Images are produced by using raw data via different processing schemes. In this study, raw data which are collected by spaceborne SAR sensors are processed by various algorithms. Examined algorithms are narrow focusing and wide focusing, namely. In both process operations, transfer function of the system is obtained. As a result, two - dimensional images of the illuminated surfaces are obtained. During study, ERS-2 raw data is used. Sample images are given for Istanbul, Turkey.
Improving the performance of self-organizing map

(Istanbul Technical University, 2012) Nouri, Faranak ; Şengör, Neslihan Serap ; 387790 ; Electronics Engineering Programme

Clustering data with self organizing maps is a widely used method. In this thesis, self-organizing map and learning vector quantization methods are considered for solving clustering problems. Firstly, self organizing map is modified to use class information like learning vector quantization method. Also, inspired by the hybrid methods proposed recently which combine reinforcement learning with self organizing map, a novel approach is proposed where a simple reinforcement learning algorithm is used both in self organizing map and self organizing map with class information. Self organizing map and all the proposed approaches are realized in MATLAB and applied to clustering set of two-dimensional points and Iris data set. The discussion on the simulation results are based on the results obtained for training and test sets and ideas are given to improve these results. The main purpose of this thesis is to propose a new learning method and explain how to implement the new method, so the problems choosen to be easily manufactured and widely used for educational purposes. So clustering points on a two-dimensional surface and Iris data set are choosen as benchmark problems and in order to have statistically significant conclusion, the evaluation measures are used as sensitivity, specificity, accuracy, precision and similarity.
Ses ötesi tezmizlik cihazı ölçümleri sonuçları analizi

(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2013-02-13) Tunç, Cem ; Hüner, Metin ; 504091235 ; Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği ; Electronics and Communication Engineering

Bütün canlıların gereksinim duyduğu su, hava ve toprak endüstrinin gelişmesine paralel olarak çeşitli sentetik maddeler ve diğer toksit atıklarla kirletilmiş ve Dünya'nın birçok yöresi yaşanmaz duruma getirilmiştir. Çevreyi koruyucu önlemler almadan gelişi güzel sanayileşen ülkelerde denetimsizlik, düzensiz kentleşme, hızla artan nüfus ya da toplumun eğitimsizliğinden kaynaklanan sorumsuzluk sonucu, sağlıklı yaşamamız için vazgeçilmez bir gereksinim olan doğa çok kötü bir şekilde kirletilmiştir.Son dönemlerde temizlikte kullanılan deterjanların doğaya, dolayısıyla insan sağlığına olan zararları merak ve endişeyle tartışılmaktadır. İhmaller ve sorumsuzluklar sonucu olan çevre kirlenmesi sorunu bugünün insanlarının torunlarına bırakacağı en kötü miras olacaktır.Temizlik endüstrisinde su temelli ve petrol temelli temizleyiciler yerine doğaya dost alternatif temizleme teknikleri geliştirilmeye çalışılmıştır. Daha geliştirme aşamasında olan bu tekniklerin sentetik temizleyicilere göre temizleme oranları çok düşüktür. Doğaya dost teknoloji olması açısından geliştirilmesi gereken bir yöntemdir ve gelişime açıktır.Endüstride yeni üretilen veya kullanılmakta olan pek çok cihaz, aparat ve makine parçaları, yüzey kalitelerini arttırmak amacıyla bir takım temizleme işlemlerine tabi tutulurlar. Geleneksel parça temizleme metodları olarak kumlamayı, benzin-talaş karışımını, sıcak yağlamayı ve spreyle yıkamayı sayabiliriz. Çeşitli ve sürekli gelişen teknolojiler, minyatür parça üretimindeki hızlı gelişmeler hassas ve kritik temizlik ihtiyacını doğurmuştur. Tek tabaka halindeki kirlilik, yüzeyin ıslaklık kabiliyetini, adezyonunu, optik ve elektrik özelliklerini değiştirebilir. Ayrıca 1-2µm büyüklüğündeki parçacıklar, korozyon izleri ve iyonlar optik, tıbbi cihaz, uzay, eczacılık, takım-kaplama, disk sürücüleri, yarı iletkenler ve otomotiv endüstrisi gibi dallarda, imalat mühendislerinin günlük ilgi alanları arasına girmiştir. Bu yüzden pek çok firma kendi temizlik standartını bile oluşturmaya başlamıştır[1].Teknolojinin ilerlemesi hassas, kritik ve doğaya saygılı temizleme yöntemlerine yönelinmesine yol açmaktadır. Yeni temizlik yöntemlerinin geliştirilmesinde mikrodenetleyicilerin gelişmesinin payı büyüktür ve bu sayede ses ötesi temizlemenin temelleri atılmıştır.Ses Ötesi temizleme ilk defa RCA (Radio Corporation of America) adlı firmanın araştırma laboratuvarında bulunmuştur. Freon gazı kullanarak soğutma işlemi yaparken 300kHz'de çalışan bir kristalin etrafında dalga hareketinin ortaya çıktığı tesadüfen fark edildi. Fark edilen bu ilginç dalga hareketinin uzun süre bir temizleme metodu olduğu anlaşılamadı. Bugün endüstride 18kHz hala rutin olarak kullanılmaktadır[2].Bu çalışmada, ultrasonik temizleme etkinliğinin frekans ve sıcaklık parametrelerine göre değişiminin incelenmesi amaçlanmıştır. Bu kapsamda ultrasonik temizleme cihazı ile 3'er dakikalik testler yapılmıştır. Testler sırasında aluminyum folyo, temizleme kazanına dik bir şekilde daldırılmıştır. Tasarlanan sistem temizleme kazanındaki sıcaklık, sıvı yüksekliği, temizlenen malzeme gibi parametrelerden dolayı temizleme verimliliğindeki azalma sorunlarına karşı çeşitli frekanslardaki tarama teknikleri ile deneyler yapılmıştır. Dar bir frekans aralığında tarama özelliği kullanılarak daha homojen bir temizleme örüntüsü elde edildiği yapılan deneyler ile gözlemlenmiş olup sonuçları tezde yer almaktadır.Deneylerde kullanılan ses ötesi temizleme makinesinin çalışabilme aralığı 37-42kHz frekans aralığıdır. Kazan su sıcaklığı 20-80°C arasına herhangi bir sıcaklık değerine ayarlanabilmektedir. Sistemde otomatik çalışma modu, manuel çalışma modu, ve anahtarlamalı çalışma modu olmak üzere üç çalışma modu bulunmaktadır. Manuel çalışma modunda 37-42kHz frekans aralığında ayarlanan bir frekansta ultrasonik dönüştürücü sürülmektedir. Otomatik çalışma modunda ise kullanıcının ayarladığı frekans, merkez frekansı olarak seçilerek 2kHz'lik bant genişliğinde frekans tarama tekniği kullanılmıştır. Anahtarlamalı çalışma modu, prensip olarak manuel çalışma moduna benzemektedir. Manuel çalışma moduna ek olarak susma süresi parametresi anahtarlamalı çalışma modunda kullanılmaktadır. Susma süresi 1 sn, 2 sn, 3 sn, 4 sn olarak istenilen şekilde seçilebilmektedir. Seçilen değere göre ultrasonik üreteç, ultrasonik sinyali seçilen saniye kadar üretir ve sonra seçilen saniye kadar susar. Bu işlem sistemin çalışma süresi boyunca ultrasonik sinyalin üretilmesi ve durdurulması şeklinde devam eder. Ses ötesi temizleme cihazı 1-5 dakika arasında değişen çalışma sürelerine ayarlanıp çalıştırılabilmektedir. Cihaz çalışır durumda iken kalan süre saniye bazında LCD ekranda gösterilmektedir[3].Ses ötesi temizleme sistemleri çelikten yapılmış bir kazan, bu kazanın altına özel bir yapıştırıcı ile yapıştırılmış bir veya birden fazla ses ötesi dönüştürücü, ses ötesi üreteç ve temizleme sıvısından oluşmaktadır. Ses ötesi sinyal üreteçleri yüksek frekanslı sinyalleri (20-120kHz) üretirler. Temizleme kazanının altına yapıştırılmış olan ses ötesi dönüştürücüler bu sinyaller ile sürüldüklerinde temizleme kazanındaki sıvıda alçak ve yüksek basınç bölgeleri meydana getiren ses ötesi dalgalar üretirler. Bu basınç dalgaları, temizleme sıvısı içinde mikroskobik milyonlarca kabarcık oluşturur. Bu kabarcıklar alçak basınçta genişleyerek büyürken yüksek basınçta büzülerek şiddetli bir şekilde patlarlar. Bu olaya ses ötesi kavitasyon adı verilir ve ses ötesi temizleme sistemlerinin çalışma prensibini oluşturur[3].Bu çalışmada, ses ötesi temizleme etkinliğinin frekans ve sıcaklık parametrelerine göre değişiminin incelenmesi amaçlanmıştır ve temizleme etkinliğinin yüzey temizliğinde kullanımı ve öneminden bahsedilmiştir. Deneyler kazan sıvısının 20°C-70°C sıcaklık aralığında ve 37-42 kHz frekans aralığında yapılmıştır. Deneylerin sonuçları MATLAB görüntü işleme teknikleri ile hesaplanmıştır ve bu hesaplamalar analizde kullanılmıştır.Deney sonuçları analiz edebilmek adına folyoda oluşan deliklerin x ve y koordinatlarındaki ağırlık merkezleri, cismin alanları cinsinden standart sapmaları, folyoda oluşan deliklerin ortalama alanları ve toplam alanları MATLAB görüntü işleme metodları kullanılarak bulunmuştur.Deliklerin belirtilen parametreleri hesaplanırken, taratılan folyonun görüntüsü orjinal resmi 8 bitlik ifade edilecek resme dönüştürülmüştür. 8 bitlik görüntüde renkler 0(siyah)'dan 255(beyaz)'e kadar gri tondaki renklerle ifade edilmektedir. Delikler ile folyoyu birbirinden ayrılabilmek için eşik değer olarak 200 seçilmiştir. Renk değeri 200 den büyük olan pikselleri beyaz olarak(1), değeri 200' den küçük pikseller siyaha(0) dönüştürülmüştür, bu sayede de temizleme kalitesinin analizi için gerekli matematiksel büyüklükler hesaplanması için ilk adım atılmıştır.Daha sonra işlem adımlarında kullanılacak görüntüyü gürültülerden kurtarmak için ise birtakım işlemler yapılmıştır. Alanları hesaplanacak görüntülerin içinde oluşan gürültülerden kurtarmak için resmi 2 bitlik hale çevirme işleminin tam tersi uygulanmıştır. Yani 200 den küçük piksel değerleri beyaza çevrilip diğerleri siyaha çevrilmiştir. Bu durumda hesaplanan beyaz bölgelerden bir adet olmalıydı fakat deliklerin içinde bulunan gürültülerden dolayı birden fazla beyaz alan oluşmuştur. En büyük alan haricindeki beyaz alanları delik olacak şekilde değerleri yenilenmiştir. Gürültülerden temizlenmiş alan artık hesaplamalarda kullanacağımız deliklere dönüşmüştür. Bu işlemden sonra deliklerin hepsinin alanları, deliklerin orta merkezlerinin x ve y koordinatları hesaplanmıştır. Hesaplanan bu parametreler ile folyo üzerindeki delikleri ortak ağırlık merkezleri, deliklerin toplam alanları, delik alanları cinsinden standart sapmaları, delik ağırlık merkezinin x ve y koordinatları hesaplanmıştır. Bütün hesaplanan parametrelerin sonuçlarına göre değişen sıcaklık ve değişen frekanslardaki en iyi temizleme yöntemi bulunmaya çalışılmıştır. En iyi temizleme yöntemini ise deliklerin homojenliği ve folyo üzerinde oluşan toplam alanın büyüklüğüne göre karar verilmiştir.Bu çalışmayla tasarlanmış olan ses ötesi temizleme cihazının hangi sıcaklık ve frekanslarda etkin bir şekilde çalıştığı bilgisine ulaşılmıştır. Sıcaklık ve frekans değişimlerinin incelenmesi ses ötesi temizleme cihazının hangi yönlerde ilerlenmesini gösterecek bir çalışmadır.
Derinlikli Öğrenme Kullanılarak Konuşmadan Uykululuk/uykusuzluk Tespiti

(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2014-06-11) Hacıoğlu, Canberk ; Kalyoncu, Bilge Günsel ; 10039196 ; Elektronik ve Haberleşme Mühendisligi ; Electronic and Communication Engineering

Bu tez çalışmasında problem olarak ele alınan, konuşmadan uykululuk / uykusuzluk tespiti; insan sesininin probleme uygun özniteliklerinin elde edilerek makinalara öğretilmesi ve öğrenme sonucunda yeni bir örnek geldiğinde konuşmacının uykulu ya da uykusuz durumlarından hangisinde olduğuna karar verilmesi problemidir. Problem, ses işaret işleme ve örüntü tanıma kapsamında iki ana başlıkta incelenerek çözüme gidilmiştir: ses özniteliklerinin elde edilmesi ve konuşmacının durumunun modellenerek sınıflandırılması. Tez çalışmasında, konuşmacının durumunu belirlemek için öncelikle geliştirilen istatistiksel modelin eğitilmesi ve eğitim sonucunda tasarlanan sınıflandırıcının kullanılarak yeni gözlenen ses örneklerinden konuşmacının durumuna karar verilmesi için derinlikli öğrenme kullanılmıştır.
Akım Modlu Devrelerde Ayarlanabilir Pencere Karşılaştırıcı Uygulamaları

(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2014-06-17) Kurnaz, Melek ; Özoğuz, İsmail Serdar ; 10039590 ; Elektronik ve Haberleşme Mühendisligi ; Electronic and Communication Engineering

Hazırlanmış olan bu tezde akım-modlu devrelerde zaman gecikmesi problemi ele alınmıştır. Üzerinde durmuş olduğumuz bu konu, biz Elektronik Mühendisleri için çok önemlidir. Öncelikli olarak detaylı bir literatür çalışması yapılmıştır. Bu sayede yapılan çalışmalardaki eksikler belirlenerek, çalışmalarımıza yön verilmiştir. Zaman gecikmesi hesapları ilk olarak 1964 yılında Burns tarafından gerilim-modlu devrelerde yapılmıştır. Devamında yapılan çalışmalarda ise gerilim-modlu devrelerle ilgili pek çok çalışma yapılmıştır. Ancak modern entegrasyon teknolojisinin yüksek hız, düşük güç tüketimi ve düşük güç kaynağı gibi ihtiyaçları artttığından akım modlu devrelerle ilgili çalışmalar önem kazanmıştır. Literatür araştırmasının gösterdiği gibi akım-modlu devrelerin, gerilim-modlu devrelerle kıyaslandığında hız, bantgenişliği, duyarlılık gibi pek çok avantajı vardır. Tüm bu ihtiyaçlar ışığında akım-modlu devrelerde zaman gecikmesi hesaplanması büyük önem kazanmaktadr. Belirtmek gerekirse, bu çalışma akım-modlu devrelerle yapılan çok az uygulamalardan biridir. Yapılan birkaç çalışmadan kısaca bahsedilmiş ve bizim çalışmamız yanındaki eksikleri de belirtilmiştir. Birincil amacımız akım-modlu devrelerde zaman gecikmesini hesaplamak ve sonrasında elde edilen değerlerin benzetim ve test devresi ile sağlamasını yapmaktır. İkincil amacımız ise elde edilen formülleri kullanılarak ring osilatör uygulaması geliştirmektir. Bu tezdeki temel amaç, akım-modlu bir devrede zaman gecikmesini hesaplayan basit bir formül elde etmektir. Zaman gecikmesi hesabı iki aşamadan oluşmaktadır. Birinci aşama, eşdeğer devre modeli tasarlamak ve sonrasında elde edilen eşdeğer devre modelinin analizini yapmaktır. Bunun için iki tane PMOS içeren basit akım aynasıyla oluşmuş bir devre seçildi ve gecikme tahmini yapabilmek için eşdeğer devre modeli geliştirilmiştir. Kirchhoff akım yasası ile elde edilen denklemden yola çıkarak akım değerinin %50’ye çıktığı andaki zaman elde edilmeye çalışılmıştır. Çünkü zaman gecikme problemlerinde giriş-çıkış akımlarının yarıya yükseldiği ya da düştüğü andaki fark zaman gecikmesini vermektedir. Ortalama gecikmeyi hesaplamak için ise düştüğü ve yükseldiği kenardaki gecikmelerin ortalaması alınarak bulunabilir. Bu bilgiler ışığında basit akım aynasından oluşan iki PMOS transistörlü devrenin zaman gecikmesi için çok basit bir denklem elde edilmiştir. Öncelikli olarak çıkış direnci eklenmeden yapılan bu hesaplar aynı şekilde çıkış direnci eklenerek de tekrarlanmıştır. Elde edilen formül çıkış direnci eklenmemiş hali kadar basit değildir. Ancak iki formülün de doğruluğunu görmek için, çıkış direnci sonsuz alınarak denklem çözülmüştür. Bu formüller benzer yapıdaki pek çok akım-modlu devreye uyum sağlamaktadır. Formüllerden görülebileceği gibi gecikmeyi yaratan en büyük etken parazitik kapasitelerdir. Bu kapasitelerin değerini düşürmek, gecikmeyi büyük ölçüde düşürecektir. Tezin diğer bir amacı ise, önerilen formülleri bir uygulamada kullanmaktır. 2009 yılında TÜBİTAK projesi olarak tasarlanan ve gerçeklenen DU-TCC1209 CMOS çekirdek devresi kullanılarak hesaplamaların doğruluğu gösterilmiştir. Kullanılan bu devre iki eşik devresi ve bir fark devresinden oluşmaktadır. Akım aynaları kullanılarak da kontrol akımları eşik devrelere aktarılmıştır. Giriş akımı Iin , I1 ve I2 akımlarının arasında bir değerde ise çıkış akımı Iout ise IH kontrol akımı kadardır. Diğer durumlarda ise çıkış akımı sıfırı göstermektedir. Kontrol akımları sayesinde ayarlanabilme özelliğine sahip bu devre pek çok uygulama için kullanılabilir. Kullanılan çekirdek devrede, birinci düğüm için önerilen denklem kullanılarak zaman gecikme hesapları yapılmıştır. Formülden de görülebileceği gibi eşdeğer kapasitenin hesaplanması gerekmektedir. Bir MOS devredeki parazitik kapasiteler, transistorun çalışma aralığına göre değişiklik göstermektedir. Devredeki transistorların doymada çalıştığı düşünülerek hesaplamalar yapılmıştır. Transistor doymada çalıştığında ise Cgs ve Cdb kapasiteleri ile overlap kapasiteleri hesaba katılmıştır. Kapasitelerin hesaplanmasında kullanılan değerler SPICE modelinden alınmıştır. Birinci düğüm için eş değer kapasite hesaplanarak çıkış direnci yokken ve varken zaman gecikmesi hesaplanmıştır. Elde edilen değerlerden görülebileceği gibi çıkış direnci eklendiğinde gecikmede %10’luk bir artış olmuştur. Zaman gecikmesi ile ilgili hesaplamalar yapılırken karmaşık denklemleri çözmek için Wolfram Mathematica programı kullanılmıştır. Yine de elde edilen formülleri daha iyi açıklamak için Ek-C’de matematiksel ifadeler detaylı olarak verilmiştir. Çekirdek devrenin tamamının zaman gecikmesini hesaplayabilmek için girişten çıkışa olan katların hesaplarının ayrı ayrı yapılabilmesi gerekmektedir. Node 3 olarak kullandığımız ikinci farklı tipteki devre yapısı için benzer gecikme formülü elde edilmiştir. Yine parazitik kapasitelere bağlı basit bir denklem bulunmuştur. Üçüncü farklı tipteki devremiz ise Node 5 olarak belirtilen düğümdür. Her üç düğüm için bulunan formüllerden de anlaşılacağı gibi parazitik kapasite değerlerini düşürmek zaman gecikmesinin düşmesindeki en büyük etkendir. Tüm hesaplamaların yapılmasıyla çekirdek devrenin toplam gecikmesi hesaplanabilir. Devrenin girişinden çıkışına bakıldığında birinci ve ikinci düğüm için t1, üçüncü düğüm için t2, dördüncü düğüm için transistor boyutları üçüncü düğümdekinin dörtte biri olduğu için 0.25t2 ve beşinci düğüm için t3, toplam gecikme ise bu beş düğümün art arda bağlı olduğu için toplanmasıyla bulunur. Teorik analizi doğrulamak için SPICE benzetim programı kullanılmıştır. 0.35µm TSMC CMOS teknoloji parametreleri ile simülasyonlar gerçekleştirilmiştir. Her üç düğüm için ayrı ayrı hesaplar yapıldığı gibi simülasyonlar da yapılmıştır. Ayrıca birinci düğüm için yapılan bir analiz giriş akımı arttıkça, zaman gecikmesinin azaldığını da göstermektedir. Çekirdek devrenin tamamı için de simülasyon yapıldığında, hesaplamalarla elde edilen değerlerin büyük ölçüde birbirini doğruladığı gözlenmiştir. Teorik hesapların yanında simülasyon sonuçları ile de sağlaması yapılan bu çalışmada son aşama ise laboratuvarda deneysel olarak test edilmesidir. Öncelikli olarak iki PMOS’dan oluşan devre CD4007 kullanılarak test edilmiştir. Ardından DU-TCC1209 CMOS kullanılarak tüm çekirdek devrede test edilmiştir. Burada elde edilen değer teorik ve simüle edilen değerlerle büyük oranda benzerlik sağlamış olsa da ölçüm ucu kapasitelerinden ve parazitik etkilerden kaynaklı olarak iki katı bir fark görülmüştür. Laboratuvar ortamını iyileştirebilmek aradaki farkı azaltacaktır. Tek bir çekirdek hücrenin tüm analizi yapıldıktan sonra, bu yapı ring osilatör uygulamasını önermek için kullanılmıştır. Ard arda iki tane çekirdek devrenin bağlanmasıyla basit bir ring osilatör oluşturulmuştur. Öncelikli olarak teorik analizi yapılan devrenin daha sonra simülasyon sonuçları ile karşılaştırılması yapılmıştır. Osilasyon frekansı teorik olarak hesaplandığı gibi yapılan benzetimlerle üç ayrı değerlerle test edilmiştir. Kontrol akım değerlerinin artmasıyla osilasyon frekansının da arttığı görülmüştür. Üçüncü aşamamız ise DU-TCC1209 CMOS çekirdek devresi kullanarak laboratuvar ortamında testini sağlamaktır. Ancak bu şekilde ard arda bağlanmasıyla zaman gecikmesi arttığından osilasyon frekansı da düşmektedir. Benzer şekilde dört çekirdek devrenin peş peşe bağlanmasıyla dört bloklu ring osilatör devre yapısı önerilmiştir. İhtiyaç duyulan osilasyon frekansına göre iki ya da dört bloklu ring osilatör devresi kullanılabilir. Yapılan çalışmayı genel olarak değerlendirmek gerekirse, elde edilen basit formüller akım-modlu pek çok devreye uyarlanabilir ve böylece hesaplamalar sayesinde gecikme minimum düzeye ingirgenebilir. Önerilen ring osilatör yapısı da çeşitli ihtiyaçlara göre kullanılabilir. Hesaplanan, simüle edilen ve ölçülen gecikmeler birbirine çok yakın değerler vermiştir. Ölçüm sonuçlarının elde edilen değerlerin iki katı kadar farklı çıkması laboratuvar imkanlarının yetersizliği ve parazitik etkilerden kaynaklanmaktadır. Elde edilen iyi sonuçlar sonraki çalışmalarımıza da ışık tutacaktır. Bu konu ile ilgili yapılabilecek sonraki çalışmalardan bazıları şöyle sıralanabilir: faz dedektörleri, modülatörler, karşılaştırıcılar ve kırpıcı devrelerdir. Bu tezden türetilen bildiri ve yayınlar son bölümde verilmiştir.
Biyolojiden Esinlenen Çok Hedefli Lte Aşağı Yönlü Çizelgeleyici

(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2014-06-18) Gemici, Ömer Faruk ; Çırpan, Hakan Ali ; 10039143 ; Elektronik ve Haberleşme Mühendisligi ; Electronic and Communication Engineering

3. Nesil Ortaklık Projesi (3GPP) tarafından uzun vadeli evrim (LTE) standartları geliştirilerek hücresel haberleşme 4. Nesil (4G) dönemine taşınmıştır. Bir önceki hücresel teknojilerin aksine radyo ağ kontol (RNC) mekanizmasi baz istasyonlarına taşınarak radyo kaynak yönetimi (RRM) görevleri burada gerçekleşmektedir. MAC çizelgeleleyici radyo kaynaklarının kullanıcılarak atama işlemini gerçekleştiren önemli bir kaynak yönetim mekanizmasıdır. LTE, IP tabanlı mimarisi ve daha yüksek veri taşıma kapasitesi ile çok kullanıcı çeşitlilik palanlamasını destekler. Son dönemde mobil iletişimde VoIP ve video trafiklerindeki artış, gerçek zamanlı trafiklerin önceliklendirilmesi ihtiyacını doğurmuştur. Yeni nesil haberleşme ağlarında karmaşıklığın artması, kaynakların daha akıllı bir şekilde yönetilmesi ishtiyacını doğurmuştur. Bu tezde, biyolojiden esinlenen, sunulan hizmet kalitesini(QoS) gözeten çok hedefli LTE aşağı yönlü çizelgeleyici önerilmiştir. Öncelikle, literatürde sunulmuş olan Round Robin ve Best CQI çizelgeleyicileri, gerçek zamanlı trafikler için QoS desteği sağlayacak şekilde geliştirilmiştir. Geliştirilen çizelgeleyiler QRR ve QBC ismini almıştır. QRR ve QBC çizelgeleyicilerinde, gerçek zamanlı trafiklere öncelik tanınmış ve öncelik seviyelerini belirlemede ayarlanabilir parametreler sunulmuştur. Ağ yöneticisi,değişen ağ koşullarına göre, bu parametreleri dinamik olarak ayarlayarak toplam gerçek zamanlı trafik çıktısı ve toplam sistem çıktısı arasındaki ödünleşmeyi kontrol edebilmektedir. $\tau$ ile gösterilen ayarlanabilir parametre, Round Robin çizelgeleyicisini geliştirerek QRR çizelgeleyicisini tasarımında kullanılmıştır. Bu $\tau$ parametresi gerçek zamanlı trafik kullanıcılarının gerçek zamanlı olmayan trafik kullanıcılarına göre kaç kaç daha fazla kaynak alacağını belirler. Bir anlamda ağırlıklandırılmış Round Robin (Weighted RR) çizelgeleyicisindeki ağırlık parametresine karşılık gelmektedir. $\delta$ ile temsil edilen benzer bir parametrede Best CQI çizelgeleyicisini değiştirmek için kullanılmaktadır. Burada $\delta$ gerçek zamanlı trafik kullanıcılarına, en iyi kanala sahip kullanıcı gibi davranılmasını belirleyecek eşik değeri olarak belirlenmiştir. Bu sayede eşik değerini geçen gerçek zamanlı trafik kullanıcıları, kendilerinden daha iyi kanala sahip gerçek zamanlı olmayan trafik kullanıcıları ile eşit değerde kaynak alma şansı yakalar. Farklı senaryolarda bu çizelgeleyicilerin davranışları simulasyon sonuçları ile gösterilmiştir. İkinci olarak, bir önceki çalışmadaki yakınsama eksikliklerinin önlemek amacıyla, biyolojiden esinlenen algoritmalar üzerinde çalışılmıştır. Önceden belirlenen hedefleri gerçekleyecek, genetik algoritma tabanlı LTE aşağı yönlü çizelgeleyici geliştirilerek radyo kaynaklarının kullanıcılara dağıtımı işlemi gerçekleştirilmiştir. Radyo kaynak yönetim işlemini genetik algoritma ile gerçekleştirmek için öncelikle, bu probleme uygun bir kromozom yapısı belirlenmiştir. Belirlenen kromozom yapısına göre, bir kromozom mevcut kaynak sayısı adedince genden oluşmaktadır ve bu genlerin alabileceği değerler baz istasyonuna bağlı bulunan kullanıcılardır. Örneğin bir baz istasyonuna bağlı 5 kullanıcı için 6 adet kaynak bloğumuz olduğunu düşünelim. Kromozom zincirinin alabileceği $6^5$ farklı varyasyon bulunmaktadır. Genetik algoritmanın önemli adımlarından biri olan çaprazlama işlemi, iki adet ebeveyn kromozomunun seçilen bir çaprazlama noktasından itibaren genlerini değiştirmesi şeklinde gerçekleştirilmiştir. Bir diğer önemli genetik algoritma adımı mutasyondur. Mutasyon işlemi kromozomdaki genlerden birinin rastgele değiştirilmesi ile gerçekleştirilmiştir. Çaprazlama ve mutasyon işlemlerinin sonunda kromozomlara uygunluk fonksyonuna ile bir uygunluk değeri atanır. İyi kromozomların bir sonraki nesile aktarılması için, yüksek uygunluk değerine sahip kromozomların seçilmesi işlemi de genetik algoritmanın seçme adımını oluşturur. Bu işlem uygun sayıda iterasyon boyunca tekrarlanarak en iyi çözüm seçilir. Önerilen genetik algoritma tabanlı çok hedefli çizelgeleyicinin uygunluk fonksyonu için iki mod bulunmaktadır. Bunlar, veri çıktısı şartlı ve adalet şartlı olarak adlandırılmıştır. Veri çıktısı şartlı modu seçildiğinde, önerilen algoritma ilk olarak önceden belirlenmiş hedef veri çıktısı değerine ulaşmayı amaçlar. Uygunluk fonksiyonu hedeflenelen veri çıktısı değeri üzerindeki çözümlere öncelik verir. İkinci hedefi ise, veri çıktısı hedefini sağlayan çözümler arasından en yüksek adalet değerine sahip çözümü sunmaktır. Burada belirtilen adalet değeri kullanıcılara ulaşan veri miktarının birbirlerine yakınlığı ile ifade edilmektedir. Adalet şartlı modu seçildiğinde, uygunluk fonksiyonu belirtilen eşik değerini geçen çözümlere öncelik verecektir. Belirtilen eşik değerini geçen çözümlerden en yüksek veri çıktısı değerine sahip olan çözüme, uygunluk fonksiyonu tarafından en yüksek uygunluk değeri atanacaktır. Her iki mod içinde geçerli olmak üzere, eğer hiçbir çözüm önceden belirlenen birincil hedefe erişememişse, çözümler arasından birincil hedefe en yakın çözüm en yüksek uygunluk değeri alacaktır. Gerçek zamanlı trafik kullanıcılarının ihtiyacını karşılamak amacıyla genetik algoritma tabanlı çizelgeleyici geliştirilerek QoS desteği eklenmiştir ve QGA olarak adlandırılmıştır. Kromozom yapısı, mutasyon ve çaprazlama adımları genetik algoritma tabanlı çizelgeleyici ile aynı kalmak üzere uygunluk fonksiyonu güncellenerek QoS yeteneği eklenmiştir. QGA çizelgeleyicisi, birçok hedefi birlikte gerçekleştirmek için tasarlanmıştır. Bu hedeflerden birincisi QoS ihtiyaçlarını karşılamaktır. Bu amaçla, ayarlanabilir bir eşik değeri sunulmuştur ($\beta$). $\beta$ değeri gerçek zamanlı kullanıcıların toplam veri çıktısını belirlemek için bir eşik değeridir. Ağ yöneticisi bu eşik değerini düzenleyerek gerçek zamanlı trafik veri çıktısı, toplam sistem veri çıktısı ve toplam sistem adalet değeri arasındaki ödünleşmeyi dengeleyebilir. İkincil hedef olarak iki mod bulunmaktadır. Bunlar en yüksek veri çıktısı modu ve en yüksek adalet modu olarak sunulmuştur. En yüksek veri çıktısı modu seçildiğinde, birincil hedefi sağlayan, çözümler arasından en yüksek veri çıktısını sağlayan çözüm en yüksek uygunluk değerini alır. En yüksek adalet modu seçildiğinde ise, uygunluk fonksiyonu, birincil hedefi sağlayan çözümler arasında en yüksek adalet değerine sahip çözüme en yüksek uygunluk değerini atar. Birincil hedefin sağlanamadığı durumlarda ise uygunluk fonksiyonu belirlenen eşik değerine en yakın çözüme yani en yüksek gerçek zamanlı veri çıktısına sahip çözüme en yüksek uygunluk değerini atar. Genetik algoritma tabanlı çizelgeleyicileri değerlendirmek için C\# tabanlı bir benzetim aracı gerçeklenmiştir. Bu araç, farklı ağ senaryolarını gerçekleştirmeye olanak sağlamaktadır. Örneğin ağ parametrelerinden olan, kullanıcı sayısı, kaynak sayısı, kullanıcıların hızı parametreleri önerilen algoritmaların performanslarını değerlendirmek için kullanılmıştır. Bunun yanında genetik algoritma parametrelerinden olan çaprazlama oranı, mutasyon oranı, başlangıç nüfusu ve maksimum iterasyon sayısı parametreleri genetik algoritmanın çözüme yakınsama hızını belirlemektedir. Sayısal sonuçlar incelendiğinde, arama uzayı genişledikçe, genetik algoritmanın optimum çözüme ulaşması için daha yüksek iterasyon sayısına ihtiyaç duyduğu gözlenmiştir. Bu sebeple genetik algoritmanın parametre seçimi yakınsama hızı ve önerdiği çözümün kalitesini belirlemede son derece önemlidir. Önerilen genetik algoritma tabanlı çok hedefli çizelgeleyicilerin, dinamik ağ senaryolarına hızlı bir şekilde uyum sağlayabildiği gözlenmiştir. Bu çizelgeleyicilerde sunulan ayarlanabilir parametreler yardımıyla ağ yöneticisi, veri çıktısı ve adalet değerleri arasındaki ödünçleşmeyi verimli bir şekilde kontrol edebilmektedir.
Kablosuz Haberleşme Sistemlerinde Rf Enerji Hasatlama: Pil Şarj Zamanı İçin İstatistik Modeller

(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2014-06-20) Altınel, Doğay ; Karabulut Kurt, Güneş Zeynep ; 10039023 ; Elektronik ve Haberleşme Mühendisligi ; Electronic and Communication Engineering

Yeni bir enerji kaynağı olarak nitelenebilecek olan enerji hasatlama sistemleri, enerji kullanan her cihazın çevrede bulunan mevcut enerji kaynaklarını kullanarak, enerji bakımından kendi kendine yetmesi olarak açıklanabilir. Özellikle düşük güç harcayan cihazlarla kullanıldığında enerji hasatlama bütünleyici bir çözüm olarak ortaya çıkmaktadır. Elektromanyetik frekans spektrumunun bir bölümü olan radyofrekans (RF) işaretleri de, haberleşme sistemleri için enerji hasatlama yapılabilecek enerji kaynaklarından biridir. Bu tezde, RF işaretinden enerji hasatlama konusu ele alınmakta ve RF işaretinden enerji hasatlama sistemlerinde pil şarj zamanının istatistiki olarak nitelenmesi üzerine bir çalışma yapılmaktadır.
Konformal Anten Dizilerinin Sentezi İçin Optimizasyon Yaklaşımı

(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2014-06-20) Yiğit, Mahmud Esad ; Günel, Murat Tayfun ; 10040749 ; Elektronik ve Haberleşme Mühendisligi ; Electronic and Communication Engineering

Konformal antenlerin, füze, roket, uçak, yüksek hızlı tren, otomobil, hürcesel haberleşme, uygu sistemleri gibi geniş bir uygulama alanı vardır. Konformal antenler, düzlemsel yüzey antenlerin kullanılamayacağı yerlerde iyi bir çözümdür. Konformal antenler, yapının şekline göre tasarlanırlar ve yapı yüzeyine entegre haldedirler. Bu da aerodinamik ve hidrodinamik performansı artırır. Konformal anten şekilleri uçak, roket veya yüksek hızlı trenin yüzey şekli olabileceği gibi farklı şekiller de olabilir. Silindirik, küresel, konik, paraboloid gibi kavisli şekiller üzerine oluşturulan antenler de konformal anten olarak adlandırılırlar. Konformal anten için bir diğer yaklaşım ise yüzeyi düzlemsel yüzeyler kullanarak oluşturmaktır. Bu durumda yüzey kavisli yüzey olarak kabul edilebilir. Düzlemsel yüzey şekillerine altıgen prizma, kare prizma veya üçgen piramit örnek verilebilir. Çok yüzlü yapılar kullanılarak kavisli yüzeylere yaklaşık yüzeyler elde edilebilir. Bu yüzeylerde uydurulan antenler de konformal antendir. Konformal anten analizinde tam analitik çözüm yoktur. Nümerik yöntemlerle analiz işlemi gerçekleştirilir. Moment Yöntemi bazı güçlüklere rağmen sıklıkla kullanılan yöntemlerdendir. FDTD yöntemi ise uygun değişiklikler yapılarak kullanılmaktadır. Konformal anten dizileri ışıma paternleri düzlemsel anten dizileri ile hemen hemen aynıdır. Fakat konformal anten dizilerinin analizi ve sentezinde göz önüne alınması gereken daha fazla sayıda parametre vardır. Bu tez çalışmasında konformal anten dizilerinin sentezi için optimizasyon Algoritmaları kullanılmıştır. Kullanılan algoritmalar; Genetik Algoritma, Taguchi Algoritması ve Hibrid-Taguchi Genetik Algoritmadır. Optimizasyon, bir fonksiyonun belirli bir aralıktan alınan değişken değerlerle minimum veya maksimumunu bulma işlemidir. Bu fonksiyon anten kazancı, yan demet seviyesi, harcanan güç vb. olabilir. Değişken değerler ise akım, faz, gerilim vb. olabilir. Optimizasyon yöntemleri iteratiftir ve sonlandırma ölçütüne göre sonlandırılırlar. Genetik Algoritma evrimsel süreçten ilham alınarak oluşturulmuştur. Evrim ve genetikteki doğal seçilim, mutasyon, çaprazlama, eş seçilim gibi aşamaları kullanır. Böylece yeni nesiller oluşturulur. Genetik Algoritmada, her nesilde doğal seçilim sonucu sadece sağlıklı bireyler hayatta kalır. Sağlıklı bireyler çaprazlama ile yeni nesilleri oluştururlar. Taguchi Algoritması; kimya, mekanik, finans, elektronik gibi alanlarda kullanılmaktadır. Elektromanyetik alanında çok yaygın bir yöntem değildir. Taguchi Algoritması; kimya, mekanik, finans, elektronik gibi alanlarda kullanılmaktadır. Elektromanyetik alanında çok yaygın bir yöntem değildir. Taguchi Algoritması az sayıda deneme ile optimum sonuçları verir. Bunu sağlamak için ortogonal dizi ve işaret-gürültü oranını kullanır. Taguchi Algoritmasında kontrol parametreleri ortogonal diziler yardımıyla seçilirler. İşaret-gürültü oranı ise bir çok denemeyi tek değere dönüştürerek kontrol elemanı olarak kullanır. Taguchi Algoritması ile optimum bir yeni nesil elde edilir. Hibrid-Taguchi Genetik Algoritması ise Taguchi ve Genetik Algoritmayı kullanır. Taguchi yöntemi, Genetik Algoritmanın çaprazlama ve mutasyon adımları arasına konularak Hibrid-Taguchi Genetik Algoritması oluşturulur. Bu çalışmada silindirik ve küresel yüzeyler için konformal anten dizisi sentezi gerçekleştirilmiştir. Dizi elemanları özdeş dikdörtgen mikroşerit antenlerdir. Optimizasyon hedefi olarak belirli bir yan demet seviyesi ve yarım güç hüzme genişliği seçilmiştir. Anten elemanlarının besleme akım genlikleri optimize edilmiştir. İlk önce silindirik konformal anten dizisi optimizasyonu yapılmıştır. 4x7 silindirik konformal anten kullanılmıştır. Dizi eleman paterni literatürdeki analitik denklemler kullanılarak oluşturulmuş ve optimizasyonda kullanılmıştır. Genetik Algoritma, Taguchi Algoritması ve Hibrid-Taguchi Genetik Algoritması kullanılarak H ve E düzlemi için optimizasyon gerçekleştirilmiştir. Optimizasyon sonucu elde edilen ışıma paternleri her üç algoritma için de çizdirilmiştir. Kullanılan algoritmaların performansları iterasyon sayısı, süre ve hata bakımından karşılaştırılmıştır. Denemeler sonucu en iyi sonucu veren Hibrid Algoritma ile bulunan besleme akım genlik değerleri kullanılarak HFSS programında simülasyon yapılmıştır. Elde edilen patern, Hibrid Algoritma ile elde edilen paternle karşılaştırılmıştır. Daha sonra ise küresel konformal anten dizisi optimizasyonu gerçekleştirilmiştir. Dizi eleman paterni için literatürdeki denklemlerden yararlanılmıştır. Genetik Algoritma, Taguchi Algoritması ve Hibrid-Taguchi Genetik Algoritması kullanılarak E ve H düzlemi için optimizasyon gerçekleştirilmiştir. Optimizasyon sonucu elde edilen ışıma paternleri her üç algoritma için de çizilmiştir. Kullanılan algoritmaların performansları iterasyon sayısı, süre ve hata bakımından karşılaştırılmıştır. HFSS ile patern çizdirilmiş ve optimizasyon sonucu bulunan paternle karşılaştırılmıştır.
X-bant Sige Sürücü Kuvvetlendiricisi Tasarımı

(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2014-06-23) Terlemez, Hasip ; Kırcı, Mürvet ; 10041028 ; Elektronik ve Haberleşme Mühendisligi ; Electronic and Communication Engineering

Bu çalışmada X-Band frekans aralığında çalışan bir SiGe sürücü kuvvetlendiricisi tasarlanmıştır. Bu kuvvetlendirici push-pull devre mimarisine sahip olup, iki kattan oluşmaktadır. Yapılan ölçümler sonrası kuvvetlendiricinin en yüksek kazanç değerinin 22 dB ve 1-dB bastırma noktasındaki çıkış gücünün 12 dBm olduğu görülmüştür. Çalışmanın devamında kuvvetlendiricinin performansının yükseltilmesi için devre yapısında değişiklikler yapılmıştır. Yapılan ölçümler sonrasında ikinci kuvvetlendiricinin en yüksek kazanç değerinin 26 dB ve 1-dB bastırma noktasındaki çıkış gücünün 14 dBm olduğu görülmüştür. Her iki kuvvetlendirici ilgilenilen frekans aralığı için iyi giriş ve çıkış empedans eşleşmesi göstermektedir.
Wcdma Uygulamaları İçin Yüksek Doğrusallıklı Güç Kuvvetlendiricisi Tasarımı

(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2014-06-24) Ata, Ramazan ; Palamutçuoğulları, Osman ; 10041161 ; Elektronik ve Haberleşme Mühendisligi ; Electronic and Communication Engineering

Sayısal önceden bozma yöntemi kullanılarak 3. nesil iletişim sistemleri baz istasyonlarında kullanılmak üzere yüksek güçlü güç kuvvetlendiricisi tasarlanmıştır. Doherty tekniği ile çalışan çıkış katı kullanılarak yüksek verim, sayısal predistorsiyon yöntemi ile de yüksek doğrusallık elde edilmiştir. Sistem güç kazancını yükseltmek amacıyla sisteme ön iki kazanç katı daha eklenmiştir. Sistemin kazancı 36 dB, P1dB değeri 45 dBm olarak ölçülmüştür. Sistem WCDMA uygulamalarında kullanılan 2.11 – 2.17 GHz sıklık bandında çalışmaktadır. Sayısal predistorsiyon yöntemi ile sistemin doğrusallığı artırılarak ACLR (Komşu Kanal Güç Oranı) değerleri 1. ve 2. Komşu kanal için sırasıyla -50 dBm ve -55 dBm olarak elde edilmiştir. Sistem bu derece yüksek doğrusallığı sağlamasının yanında güç verimliliği de sunmaktadır. 40 dBm etkin güç değeri için hesaplanan verim değeri %37 olmuştur. Elde edilen verim ve ACLR değerleri modern haberleşme sistemlerinde kullanılabilecek standartlara ulaştığının bir göstergesi niteliğindedir. Tez çalışması kapsamında anlatılan sistem, 3. Nesil iletişim altyapısının ihtiyaç duyduğu özellikleri karşılamak amacıyla tasarlanmış ve gerçeklenmiştir. Sistem temel olarak arka arkaya bağlanmış üç kazanç katı ve doğrusallaştırma işlevini yerine getiren DSP tabanlı yongadan oluşmaktadır. Doğrusallaştırıcı yonga üzerinde sayısal önceden bozma yöntemi uygulanarak tasarlanan sistemin ACLR ve ara-kiplenim bozulması (IMD) performansı artırılmış ve WCDMA uygulamalarında kullanılan 2.11 – 2.17 GHz sıklık bandı ve 5 MHz bant-genişliği için optimize edilmişitir. Sistemin ACLR performansı doğrusallaştırma öncesine göre 20 – 25 dB düzeyinde artırılmıştır. Kullanılan kaskat bağlı ön kat kuvvetlendiriciler için empedans uyumlama devreleri tasarlanmış ve AWR yazılım ortamında benzetimleri yapılmıştır. Sistemin çıkışına da izolatör konularak sistem çıkışında karakteristik empedans olan 50 Ohm sonlandırma olmadığı durumlarda sistemin zarar görmesi önlenmiştir. Bu yönüyle, tasarlanan güç kuvvetlendiricisi sistemi pek çok özelliği bünyesinde barındıran bir uygulama özelliği taşımaktadır. Doğrusallaştırma işleminde kullanılan yonga için giriş işaretinden ve sistem çıkış işaretinden kuplörler aracılığıyla alınan örnekler, empedans uyumlama devreleri ile çalışma sıklığında en yüksek performans gösterecek şekilde tasarlanmıştır. Giriş ve çıkış işaretinden alınan örnekler sayısallaştırılarak çıkışta meydana gelen distorsiyonun giderilmesi için uygun genlik ve evrede düzeltme işareti oluşturularak sistem girişine yeniden uygulanmış ve çıkış işareti doğrusallaştırılmıştır.
0.18µm Teknolojisinde Birinci Ve Üçüncü Kuşak Akım Taşıyıcılar İle Yeni Olanaklar

(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2014-06-25) Gonca, Oğuz ; Kuntman, Hulusi Hakan ; 10041319 ; Elektronik ve Haberleşme Mühendisligi ; Electronic and Communication Engineering

Akım modlu devreler ve akım taşıyıcı gibi akım modlu devre elemanları son yıllarda birçok çalışmaya konu olmuşlardır. Akım modlu devre elemanlarına karşı giderek artmakta olan bu ilgi, akım modlu devre elemanlarının işlemsel kuvvetlendirici gibi gerilim modlu devre elemanlarına göre daha iyi lineerlik ve daha iyi band genişlikleri sağlamasından kanaklanmaktadır. Buna paralel olarak akım modlu süzgeçler, gerilim modlu benzerlerine göre daha geniş dinamik sınırlar ve daha büyük band genişlikleri sunabilmektedirler. Düşük giriş empedansları ve yüksek çıkış empedanslarına sahip akım modlu süzgeçler, herhangi bir ek aktif elemana ihtiyaç duyulmaksızın, ard arda bağlanarak daha yüksek seviyeli süzgeçler ve osilatörler elde edilebilmektedir. Bu tez çalışmasında, genel olarak her kuşak akım taşıyıcı yapısına değinilmiş, yapıların çalışma şekilleri, tanım bağıntınları ortaya konulmuştur. Ayrıca bir kuşaktan diğerini geçekleştirme yötemlerine yer verilmiştir. Ağırlıklı olarak Birinci Kuşak Akım Taşıyıcılar (CCI) ve Üçüncü Kuşak akım taşıyıcılar (CCIII) ele alınmış ve daha iyi lineerlik için farklı giriş katları daha esnek çıkış kazançları için yeni elemanlar önerilmiştir. Bölüm 1’de konuya genel bir giriş yapılmış, tez çalışmasınında nelerin amaçlandığından bahsedilmiş ve literatürde şimdiye kadar yapılmış olan çalışmalara yer verilmiştir. Bölüm 2’de akım taşıyıcıların genel özellikleri ortaya konulmuştur. Ayrıca birinci, ikinci ve üçüncü kuşak akım taşıyıcı yapıları ayrıntılarıyla incelenmiş buna ek olarak Elektronik Olarak Kontrol Edilebilen İkinci Kuşak Akım Taşıyıcı (ECCII) yapısına ve Değiştirilmiş Üçüncü Kuşak Akım Taşıyıcı (MCCIII) yapılarına yer verilmiştir. Kuşaklar arası dönüşüm yöntemleri de bu bölüm içerisinde yer almaktadır. Bölüm 3’te CCI ve CCIII için iç yapılar önerilmiş ve bu yapılar giriş ve çıkış eşitlikleriyle incelenmiştir. Bölüm 4’te gerçekleştirilen CCI ve CCIII yapıları için benzetimler sonucunda elde edilmiş olan karakteristik eğrileri verilmiştir. Bölüm 5’te CCI ve CCIII yapılarının kullanılabileceği uygulama devrelerinden örnekler verilmiş ve devre yapıları incelenmiştir. Ayrıca devrelerin SPICE benzetim sonuçları sunulmuştur. Bölüm 6’da elde edilen sonuçlar değerlendirilmiş ve tezin amacına ne kadar yaklaştığı gerekçeleriyle ortaya konulmuştur.
OFDM Tabanlı Temel Bant WIMAX Fiziksel Katman Vericinin FPGA Üzerinde Gerçeklenmesi

(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2014-06-26) Aktürk, Ahmet Tansu ; Kartal, Mesut ; 10041808 ; Elektronik ve Haberleşme Mühendisligi ; Electronic and Communication Engineering

Son yıllarda internet kullanımının sabit (masa üstü bilgisayarlar), yarı gezgin (diz üstü bilgisayarlar) ve gezgin (cep telefonları ve tabletler) şebekelerde artması ile veri iletim ihtiyacı artmıştır. Bu ihtiyacın karşılanmasında dördüncü kuşak (4G) iletişim sistemlerinin gelişimi önemli çalışmaların başında gelmektedir. Bu sebeple 4G sistemlerinin üyesi olan Mikrodalga Erişim İçin Evrensel Uyumluluk (Worldwide Interoperability for Microwave Access - WIMAX) ve Uzun Vadeli Evrim (Long Term Evolution - LTE) sistemleri üzerinde yapılan çalışmalar oldukça popülerdir. Veri iletim ihtiyacının karşılanmasındaki en önemli kısıtlardan biri ise bant genişliğidir. Yeni nesil iletişim sistemleri bu kısıtla mücadele etmek için fiziksel katman tasarımlarında bant verimliliği yüksek bir teknik olan dik frekans bölmeli çoğullama (Orthogonal Frequency Division Multiplexing – OFDM) tekniğini kullanmışlardır. Kablosuz iletişim sistemlerinde bant verimliliğinin yanı sıra iletilen bilginin kablosuz iletim ortamındaki bozucu etkilere karşı dirençli kılması ve diğer dengeleyici tabanlı alıcı sistemlerine nazaran işlem karmaşıklığının az olması OFDM tekniğinin diğer önemli avantajlarındandır. Yeni nesil iletişim sistemlerinde kanal koşullarına göre dinamik değişen sistem parametreleri ile toplam veri iletim hızının arttırılması hedeflenmektedir. Bu amaç doğrultusunda tasarlanan sistemlerde sistem parametrelerinin donanım müdahalesine gerek kalmadan yazılımsal olarak değiştirilmesi sistem karmaşıklığını azaltarak donanım maliyetlerini minimuma çekmiştir. Bu tasarımlar literatürde yazılım tanımlı radyolar olarak geçmektedir. Yazılım tanımlı radyolar Uygulamaya Özel Bütünleşik Devreler (ASIC), Sayısal Sinyal İşlemcileri (DSP) ve Sahada Programlanabilen Kapı Dizisi (FPGA) kullanılarak gerçeklenebilmektedir. FPGA’ lar diğer bütünleşik devrelere nazaran donanım ihtiyaçları tasarıma bağlı oluşturulabilen bütünleşik devrelerdir. Bu sayede firma ve bütünleşik devre ailesine bağımlılığı minimumda tutarak özgün tasarımlar oluşturulabilmektedir. FPGA üzerinde yapılan gerçekleme çalışmalarında en önemli iki tasarım kriteri ise kullanılan FPGA kaynakları ve tasarımın çalışabileceği maksimum saat darbesi frekansıdır. Tasarlanan yapının minimum kaynak kullanımı yönünde optimize edilmesi daha sonraki donanım ihtiyaçlarına yer açmak adına önemlidir. Bu tez çalışmasında OFDM tabanlı WIMAX temel bant verici tasarımı FPGA üzerinde kaynak optimizasyonu gözetilerek gerçeklenmiştir. Tasarımda Xilinx firmasının Spartan-3 FPGA ailesine ait XC3S1000 bütünleşik devresi kullanılmıştır. Kaynak optimizasyonu için temel bant verici bloklarında yer alan ve en çok kaynak tüketimine sebep olan kanal kodlayıcı, sembol modülasyonu ve IFFT işlem bloklarının tasarımı literatürde yer alan çalışmalar incelenerek oluşturulmuştur. Kanal kodlayıcı olarak minimum kaynak kullanımı ve işlem karmaşıklığı sağladığı için 1/2 oranında katlamalı kodlayıcı seçilmiştir. Sembol modülasyonunda oluşturulması gereken I, Q bileşenleri fazla kaynak kullanımına sebep olan IEEE-754 kayan noktalı sayı kütüphanesi yerine 10 bit çözünürlükte tam sayı kütüphanesi kullanılmıştır. IFFT işlem bloğunun oluşturulması için incelenen algoritmalarda hafifletilmiş radix-2 algoritması minimum kaynak kullanımı sebebiyle seçilmiştir. Tasarım ilk önce IEEE 802.16-2012 standardında yer alan sistem parametreleri gözetilerek MATLAB programı üzerinde hazırlanmıştır. Tasarımın doğruluğu standartta yer alan test dataları ile kontrol edildikten sonra FPGA tasarımı Xilinx firmasının ISE yazılım geliştirme ortamında VHDL dili kullanılarak oluşturulmuştur. Oluşturulan tasarımın kaynak kullanımı 1950 dilim saklayıcı (Slice), 2998 bellek elemanı (Flip Flop - FF) ve 3101 başvuru çizelgesi (LUT) olarak elde edilmiştir. Oluşturulan tasarım Xilinx firmasının ISIM mantık analizörü ile doğrulandıktan sonra Digilent firmasının Spartan-3 kartında gerçeklenmiştir. Üretilen temel bant OFDM işareti üst dönüştürücü ve RF kartına aktarılarak sonuçlar Arnitsu 2830A frekans analizörü ve demodülatöründe doğrulanmıştır.
Global Farklı Yer Belirleme Sistemleri İçin Atik Süzgeç Uygulamaları

(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2014-06-27) Atasoyu, Mesut ; Kuntman, Hulusi Hakan ; 10040355 ; Elektronik ve Haberleşme Mühendisligi ; Electronic and Communication Engineering

Bu çalışma kapsamında, Fabre tarafından önerilen frekans atik süzgeç yapısının çok protokollü bir GPS yapısına uygulanması gerçekleştrilmiştir. GPS kırmık üstü yapılarında farklı kıtaların konumlandırma sistemleri için farklı protokoller bulunmaktadır. Bu sistemlerin desteklenmesi için ayrık süzgeç yapıları kullanılmaktadır. Bu sistemler için bu çalışma kapsamında tek süzgeç yapısından oluşmuş uygulamalar önerilmiştir. Çoklu kanal haberleşme sistemlerine esneklik özelliği, bu sistemlerin en önemli paraçası olan alıcı-verici bloklarında yer alan yeniden ayarlanabilir analog elemanlarla mümkündür. Alıcı ve verici mimarilerinde yeniden ayarlanabilir analog elemanları; Düşük gürültülü kuvvetlendiriciler, yerel osilatörler, karıştırıcılar, süzgeçlerdir. Düşük gürültülü kuvvetlendiriciler ve yerel osilatör analog elemanlarıyla sağlanmış yeniden ayarlanabilir sistemler tasarlamak zordur. Aynı zamanda yeniden ayarlanabilir ve tümleştirilebilir RF süzgeçler tasarlamakta zordur, alıcı-verici mimarilerinde yeniden ayarlanabilir yapıların tasarım maliyeti fazladır. Bu temel sorunlara bu çalışmada düşük güçlü, düşük gürültülü, az yer kaplayan ve aynı yonga üzerine tümleştirilebilen akım modlu yeniden ayarlanabilir aktif süzgeç uygulamaları tasarlanmıştır. Çoklu standart tasarım gerçeklemesi basit olmasına rağmen üretimi ekonomik olarak tercih edilmemektedir. Bu nedenle tamamen ayarlanabilir alıcılar için ayarlanabilir bloklar tasarlanarak maliyeti azaltma yoluna gidilmek istenmektedir. Bu amaçla farklı aktif elemanlarla dört ayrı yapı oluşturulmuş, bunların başarımları CADENCE Spectre araçlarıyla incelenmiş, elde edilen sonuçlar kıyaslanarak birbirine göre üstünlükleri ve zayıflıkları ortaya konmuştur. Bu çalışmada yer alan uygulama devreleri literatürdeki örnek çalışmalardan kısmi özellikleriyle daha iyi bir öneri getirmektedir. Tümleşik tasarlanan analog aktif süzgeçlerin en büyük sorunu ise fiziksel gerçeklemede önceden belirlenen merkez frekansında meydana gelen aşırı sapmalardır. Bu sorunun tespiti için her uygulama Monte Carlo ve Corner analizinden geçirilmiştir. Tasarlanan yapılarda bu sorun el analizleriyle uyumlu ve tasarım kriterlerine uygun transistör boyutlandırmasıyla aşıldığı yine bu analiz sonuçlarıyla teyit edilmiştir. Ekonomik ve teknolojik gelişmelere bağlı olarak günümüzde haberleşme teknolojileri önemli bir rol oynamaktadır. Bir alıcı-verici mimarisinin iyi tanımlanabilirliği geniş ölçüde yeniden ayarlanabilirliğine bağlıdır. Çoklu standart tasarım gerçeklemesi basit olmasına rağmen üretimi ekonomik olarak tercih edilmemektedir. Bu nedenle tamamen ayarlanabilir alıcılar için ayarlanabilir blok tasarlanarak maliyeti azaltma yoluna gidilmek istenmektedir. Bu tezin amacı akım modlu ayarlanabilir bloklar tasarlayarak şifreli ve bilişsel haberleşme için öneriler getirmektir. Akım modlu devreler daha az güç tüketimine sahip olmaları ve daha geniş band genişliğine sahip olmalarından dolayı tercih edilirler. Son zamanlarda akım modlu devre teknikleri çeşitli elektronik devre tasarımına uygulanmaktadır. Sinyal işlemede gerilim işaretinden ziyade akım modlu devre tekniğinde akım işareti niteliği gerektirir. Akım modlu sinyal işleme; gerilim işaretlerinin devre performansını belirlemede baskın olmadığı ortamlarda akım işaretlerinin işlenmesi olarak tanımlanabilir. Akım modlu yaklaşımda bir sistem akım transfer fonksiyonları ile ifade edilir. Akım kontrollü akım taşıyıcı büyük ölçekte elektronik olarak kontrol edilebilen kuvvetlendiricilerde, süzgeçlerde kullanılır. Devre tasarımında parazitik etkiler ve gürültü çok önemlidir. Bu uygulamada elektronik olarak kontrol X ucundan görülen parazitik direnç ile sağlanılmıştır. CMOS CCCII+ gerçeklemesi, ayarlanabilir band geçiren atik süzgeç uygulaması bu kısımda anlatılmıştır. Akım farkı alan geçiş iletkenliği kuvvetlendiricisi (CDTA) en kullanışlı akım modlu işlemsel kuvvetlendiricilerden biridir. Bu kısımda sadece iki pasif kapasite elemanı kullanılarak aktif süzgeç uygulaması gerçeklenmiştir. ECCII+ devresinin akım kazancı; dc kutuplama akımlarının elektronik olarak değiştirilmesiyle kontrol edilebilir. ECCII+ devresi iki giriş ucuna sahiptir. Giriş uçlarının biri düşük empedansa diğeri ise yüksek empedansa ve çıkış ucu ise yüksek empedansa sahiptir. Literatürdeki çoğu çalışmada yüksek frekanslı tümleşik süzgeç uygulaması için geçiş iletkenliği kuvvetlendiricilerinden oluşmuş gm - C süzgeç yapılarına odaklanılmıştır. Literatürdeki çalışmalarda gm - C süzgeç yapılarına yoğun olarak yer verilmektedir. Geçiş iletkenliği kuvvetlendiricileri daha yüksek band genişliğine sahip olmaları, elektronik olarak akort edilebilme özellikleri ile işlemsel kuvvetlendiricilerden daha işlevseldirler. Bu çalışmada yer alan uygulama devreleri literatürdeki örnek çalışmlardan kısmi özellikleriyle daha iyi bir öneri getirmektedir. Sonuçlar incelendiğinde tasarımı gerçekleştirilen bütün uygulama devreleri için Corner ve Monte Carlo analizleri yapılarak çalışmaların fiziksel olarak gerçeklenmesi durumunda başarılı olunma durumu incelenmiş ve analizler sonucu fiziksel gerçeklenme için tasarımların uygunluğu teyit edilmiştir.
Meyve Dokularında Niteliksel Ölçüm Yapabilen Elle Tutulabilir Spektroskopik Donanım Tasarımı Ve Gerçeklemesi

(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2014-06-30) Sarıkaş, Ali ; Çilesiz, Fatma İnci ; 10041702 ; Elektronik ve Haberleşme Mühendisligi ; Electronic and Communication Engineering

Gıda endüstrisinde, gıdanın güvenilirliği ve kalitesi, doğrudan insan sağlığını ilgilendirdiğinden önemli bir konudur. Hızlı ve tahribat yapmadan algılama yapan spektroskopi tekniği, meyve ve sebzelerin toplama öncesi, toplama sırası ve toplama sonrasında büyümesi ve gelişimini çözümlemede çok önemli bir teknik olmuştur. Spektroskopi tekniği ile meyvelerin dokusunun yapısal değişimi, klorofil pigmentlerinin sayısal ölçümü gibi iç ögeler ile coğrafik yapı, hava ve toprak koşulları, meyvelerin topraktan beslenme durumu gibi dış etmenler hakkında üreticiye hızlı bir geri bildirim sağlanması, üreticinin meyvenin gelişimi için daha erken girişimde bulunmasını da sağlamaktadır. Literatür incelemesi sonucunda gıda endüstrisinin ürünleri olan günlük tüketilen besinler, süt, meyve, sebze, mısır, yağ, et, balık yağı, meyve suları, zeytinyağı ve daha birçok gıda ürününün UV, VIS ve NIR spektroskopisi kullanılarak nitelik çözümlemelerinin yapıldığı görülmüştür. Yapılan ön laboratuvar çalışmaları sonucunda 280-2500nm dalga boylarında meyve dokusu ile ışık arasındaki etkileşim izlenmiş ve yansıma bantları gözlenmiştir. Tez çalışmasında meyvenin olgunluğunun belirlenmesinde 3 kriter incelenmiştir: 1) Meyvenin renk durumu için kabuğundaki pigmentler, 2) Meyvenin etlenme durumu için hücre yapısı, 3) Meyvenin sulanma durumu için suyun soğurma bantları. Işığın dokuyla etkileşimi temelde 4 türlüdür: 1) Yansıma ve kırılma, 2) Geçiş, 3)Saçılma ve 4) Soğurulma. Bu olaylar dokudan dokuya ve dalgaboyuna göre farklılık gösterir. Işıma boyunca ışık doku etkileşim mekanizması dokunun fiziksel özellikleriyle belirlenir. Dokunun fiziksel özellikleri optik, ısıl ve mekanik özelliklerdir. Bu özellikler genel olarak soğurma katsayısı, saçılma katsayısı, anizotropi faktörü, ısıl iletim, ısı kapasitesi ve mekanik dayanıklıktır. Bu deneysel çalışmada sıcaklık ölçümü yapılmadığından sadece dokunun soğurma, saçılma ve anizotropi tanımlarından bahsedilmiştir. Işık doku etkileşimlerinde dokuda meydana gelen değişiklikler soğurma ve saçılma olaylarının bir sonucudur. Dokunun saçıcı özelliği, fotonların doku içindeki dağılımı açısından önemlidir. VIS ve NIR bölgesinde (400-1200 nm) saçılma dokuda baskındır. Meyve dokusundaki soğurgan moleküller genel olarak su, porphyrin (klorofiller), flavin, glukoz, yağ asitleri ve aminoasitlerdir. Biyolojik dokular %60-80 kadar su içerdiginden NIR ve IR bölgelerinde soğurma genelde su molekülü tarafından yapılır. Tez çalışmasında yapılan çözümlemelerde dokunun yapısından kaynaklanan bu soğurma ve saçılma olayları sonucu yüzeyden küresel yansıma değerlerinin değerlendirilmesi temel alınmıştır. Tez çalışmasının ilk bölümlerinde saçılma ve soğurma olayları kuantum teorisine göre yeterli bilgi verecek şekilde açıklanmıştır. Tez çalışmasında spektrofotometre ile yapılan çözümleme sonuçlarına göre aynı çözümlemesini yapabilecek bir el tipi cihazın prototipi geliştirilmiştir. VIS ve NIR bölgesinin çözümlemelerini yapabilmek için RGB LED ve IR LED ışık kaynakları kullanılmıştır. Mikrodenetleyici, sayısal/analog ve analog/sayısal dönüştürücüler ve uygun detektörler kullanılarak tasarlanan cihazın, ölçümlerde optimum sonuçları verebilmesi kalibrasyon ayarları yapılarak ve uygun yazılım ile desteklenerek sağlanmış, verimli sonuçlar elde edildiği gözlenmiştir.
İki Dönüştürücülü Ultrasonik Temizleme Sistemi Tasarımı

(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2014-06-30) Şahin, Mehmet Emin ; Hüner, Metin ; 10041046 ; Elektronik ve Haberleşme Mühendisligi ; Electronic and Communication Engineering

Hızla artan dünya nüfusu, plansız üretim, sanayileşme ve sağlıksız kentleşme, nükleer denemeler, bölgesel savaşlar, verimi artırmak amacıyla kullanılan tarım ilaçları, yapay gübreler ve deterjan gibi kimyasal maddelerin kullanımı çevre kirliliğine yol açarak çevre sorunlarının ortaya çıkmasına sebep olmaktadır. Bunun neticesinde kirlenen hava, su ve toprak canlıların yaşamını olumsuz etkileyecek boyutlara ulaşmıştır. Yapılan araştırmalar dünyadaki mevcut çevre kirliliğinin %50 ‘sinin, son 35 yılda meydana geldiğini ortaya koymaktadır [19]. Dünya üzerindeki yaşamın kaynağı olan ve dolayısı ile insanoğlunun da yaşamak için muhtaç olduğu su üzerinde ciddi boyutlarda kirlenmeye sebep verebilen deterjanlar, kimyasallar, asit bazlı temizleyiciler doğrudan olduğu gibi dolaylı yoldan da çevreye büyük boyutlarda zarar verebilme potansiyeline sahiptir. Deterjanlar sudaki mikro habitatın yok olmasına neden olabileceği gibi, bazı yaşam formlarının aşırı miktarda üreyerek doğal ekolojik sistemin zarar görmesine de neden olabilir. Bahse konu sebeplerden ötürü son yıllarda temizlik endüstrisinde su ve petrol temelli temizleyicilerin yanında doğaya dost alternatif temizleme teknikleri geliştirilmeye çalışılmıştır. Bununla beraber, endüstride üretilen parçaların çeşitliliği, hassasiyeti ve kalitesi göz önüne alındığında temizlik talepleri çeşitlenerek artmaktadır. Günümüz endüstrisinde, artan temizlik taleplerini karşılamak amacıyla pek çok araştırmalar yapılmış ve ultrasonik temizleme yöntemi de oldukça gelişme göstermiştir. Ultrasonik temizlik genellikle hassas temizlemelerde, hızlı, ucuz, güvenilir ve daha kaliteli temizlik sağladığı için kimyasal temizliğe alternatif olarak kullanılır. Ultrasonik temizleme ilk olarak RCA (Radio Corporation of America) firmasının araştırma laboratuarında bulunmuştur. Freon gazı kullanılarak gerçekleştirilen soğutma işleminde 300kHz frekansta çalışan kristalin etrafında dalga hareketinin çıktığı tesadüfen fark edilmiştir. Bu dalga hareketinin ultrasonik temizleme metodu olarak kullanılabileceği uzun bir süre fark edilememiştir[4, 20]. Günümüzde kullanılan ve büyük çoğunluğunun 18kHz-40kHz arasında çalıştığı ultrasonik temizleme sistemleri 1950’li yılların sonlarında geliştirilmeye başlanmıştır. Ultrasonik temizleme sistemleri genel olarak dört esas birimden oluşur. Bunlar paslanmaz çelikten yapılmış bir kazan, kazanın alt veya yan yüzeyine özel bir yapıştırıcı ile yapıştırılmış bir veya birden fazla ultrasonik dönüştürücü, ultrasonik üreteç devresi ve temizleme sıvısıdır. Uygun frekans ve güç değerlerinde sürülen ultrasonik dönüştürücünün ürettiği ses ötesi dalgalar temizleme kazanındaki sıvıda alçak ve yüksek basınç bölgeleri oluştururlar. Bu farklı basınç bölgeleri sıvı içerisinde yüksek miktarda mikroskobik kabarcıklar üretirler. Bu kabarcıklar alçak basınçta genişleyerek büyürken yüksek basınçta büzülerek şiddetli bir biçimde patlar. Bu olay literatürde ses ötesi kavitasyon olarak adlandırılır ve ultrasonik temizlemenin temelini oluşturur. Bu tez çalışması kapsamında 38kHz’lik iki adet ultrasonik dönüştürücüye sahip mikrodenetleyici tabanlı geliştirilmiş farklı sürme tekniklerine sahip bir ultrasonik temizleme sistemi tasarlanmıştır. Kontrol ve sürme devresi olarak ATmega-628 mikrodenetleyicisini kullanan Arduino programlama kartı kullanılmıştır. C programlama dilinin kullanılması ile birlikte bu kartın avantajlarından maksimum seviyede faydalanılması ve yüksek hassasiyette sürme gerçekleştirilmesi amacıyla gerekli görülen kısımlarda Assembly programlama dili kullanılmıştır. Gerçekleştirilen yazılım ile ultrasonik temizleme sistemi üç esas sürme tekniğini kullanmak üzere programlanmıştır. Bunlardan birincisi olan sabit frekansta sürme metodu için 35,5kHz ve 41.5kHz frekans aralığında yüksek hassasiyetli 67 adet sabit frekans değerinde istenen sıcaklıkta ve sürede temizleme gerçekleştirilebilmektedir. İkinci çalışma metodu olarak süpürmeli frekans metodu programlanmıştır; bu çalışma metodunda rezonans frekansı civarında set edilen frekans bandı aralığında sürme frekansı çok küçük adımlar ile azaltılıp artırılarak taramalı olarak temizleme gerçekleştirilmiştir. Gerçekleştirilen üçüncü ve son sürme tekniği ise faz farklı sürme metodudur. Bu çalışma metodunda iki adet ultrasonik kristal rezonans frekansında faz farklı olarak sürülmektedir. Söz gelimi 180º faz farkında birinci kristal 300V gerilim altında iken ikinci kristal 0V gerilim altındadır. Bu çalışma metodu literatürde henüz mevcut değildir. Gerçekleştirilen program ile 0-180º arası faz farkı değerlerinde iki kristal sürülebilmektedir. Bunların yanı sıra sıvı sıcaklığı ölçülerek 20-80ºC arası istenen sıcaklıkta temizleme gerçekleştirilebilmektedir. Gerçekleştirilen ultrasonik temizleme sistemi kullanılarak temizleme etkinliğinin frekans, faz farkı, sıcaklık gibi çeşitli parametrelere göre değişiminin incelenmesi amaçlandığından, 38kHz’lik çalışma frekansında gelişmiş kontrol özelliklerine sahip bir ultrasonik üreteç devresinin sürücü ve güç kartı devre tasarımları gerçekleştirilmiştir. Böylece ultrasonik dönüştürücünün sürülmesinde tepeden tepeye genliği 300V olan modüle edilmiş sinyaller üretilmiştir. Bu amaçla yüksek gerilim değerlerinde çalışan güç mosfetleri kullanılmıştır. Ayrıca sistem üzerindeki alçak ve yüksek gerilimler optokuplörlü devreler ile birbirinden izole edilmiştir. Ultrasonik dönüştürücünün doğru güç ve frekans değerlerinde sürülebilmesi ve neticesinde maksimum güç aktarımının gerçekleşmesi temizleme etkinliği için çok önemli bir parametredir. Zira doğru modellenen ve rezonans frekansında sürülen piezo-elektrik dönüştürücüler üreteç devresi ile harmoni içerisinde maksimum titreşim sağlarlar[8]. Bu sebeple ultrasonik dönüştürücüler için literatürde kullanılan en temel eşdeğer devre olan Butterworth – Van Dyke Transducer Model [16] kullanılarak dönüştürücü modellenmiştir. Bununla birlikte, IM3570 (Empedans Analizörü) kullanılarak değişen sıvı seviyelerine rezonans frekansının değişimi incelenmiştir. Gerçeklenen ultrasonik temizleme sisteminde temizleme etkinliğinin incelenmesi amacıyla literatürde yaygın olarak kullanılan folyo testi yöntemi kullanılmıştır. Zira dikey olarak kazana daldırılan aliminyum folyo kazanda oluşan kavitasyon patlamalarının gücü ve bölgeselliği nispetinde aşınır. Devamında bu aşınmaların analiz edilmesi amacıyla Tunç. C. [4] tarafında geliştirilen MATLAB tabanlı görüntü işleme programı kulllanılmıştır. Bu sayede temizlemenin etkinliği ve homojenliğini incelenmek amacıyla folyo üzerindeki aşınmış bölgelerin toplam alanları, standart sapma değerleri, merkez nokdasına olan uzaklıkları gibi çeşitli parametreler kullanılarak sonuçlar analiz edilmiştir. Bu tez çalışması kapsamında gerçeklenen temizleme sisteminde yeni bir sürme metodu olarak faz farklı sürme metodu gerçekleştirilmiş ve temizleme üzerindeki etkileri incelenmiştir. Netice olarak temizlemenin veriminin yeni önerilen metot ile %25’e kadar artırılabildiği görülmüştür. Sonuç olarak hangi sıcaklık değerinde hangi sürme metodunun kullanılması gerektiği bilgisine ulaşılmıştır. Son olarak tez raporunda, ultrasonik temizleme sisteminin tasarım aşamaları, ultrasonik dalgaların doğası ve ultrasonik temizleme konularına da yer verilmiştir.
Meyve Dokusunun Spektroskopik İncelenmesi

(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2014-07-01) Doğruyol, Merve ; Çilesiz, Fatma İnci ; 10041786 ; Elektronik ve Haberleşme Mühendisligi ; Electronic and Communication Engineering

Gıda endüstrisinde, gıdanın güvenilirliği ve kalitesi, doğrudan insan sağlığını ilgilendirdiğinden önemli bir konudur. Son yıllarda gıda kalitesinin belirlenmesinde UV, Vis ve NIR Spektroskopisi kullanışlı, etkili ve hızlı bir teknik olarak önem kazanmıştır. Kemometrik ve bilişim teknolojisinin de ilerlemesiyle NIR spektroskopisinin kullanımı gıda kalitesi araştırmacıları tarafından sıklıkla tercih edilebilir duruma gelmiştir. UV spektroskopisinde 100 - 390 nm, Vis spektroskopisinde 390 – 700 nm NIR spektroskopisinde ise 750 – 2500 nm aralığı değerlendirilir ve moleküler yapısal bilgi sağlayan yansıma ( ve ince kesitlerinden geçirgenlik ) ölçümleri temel alınır. UV, Vis ve NIR spektroskopisi cihazı içerisinde birkaç ışık kaynağı ile yine en az 2 ışık detektörünün olduğu ve bu detektörlerden alınan sonuçların izlendiği bir cihazdır. Literatür araştırıldığında günlük tüketilen besinler süt, meyve, mısır, yağ, et, balık yağı, meyve suları, zeytinyağı ve daha birçok gıda ürünlerinde NIR spektroskopisi ile ölçümler yapıldığı görülmüştür. Bu çalışmaların incelenmesi ile birlikte yapılan ön çalışmalar sonucunda belirli dalga boylarında meyve dokusu ile ışık arasında etkileşim izlenmiş ve yansıma bantları görülmüştür. Genel olarak UV/Vis/NIR elektromagnetik dalgalar doku ile etkileşime girdiğinde, dokunun optik özelliklerine göre soğurulabilir, saçılabilir yada etkileşime girmeden dokudan geçebilir. Bu yüzden dokunun hücresel bileşenleri her bileşenin kendine özgü yapısından dolayı farklı dalga boylarıyla farklı biçimde etkileşir. Yani optik dokuları belirleyici veya ayırt edici olur. Meyvenin olgunluğunun belirlenmesinde 3 özellik incelenir ; 1) Meyve kabuğundaki pigmentler, 2) Meyvenin hücre yapısı, 3) Meyvenin su içeriği. Bu çalışmada ölçümler sonucu belirlenmiş en fazla 6 farklı dalga boyunda ve her biri ortalama 10 mW gücünde elektromagnetik dalga kaynakları kullanılarak yapılan yansıma ölçümleri ile meyvelerin farklı olgunluk dönemlerinde alınacak veriler işlenerek incelenmiştir. Elde edilen sonuçlar meyvelerin pigment yapısı, meyve et kısmı ve sulu kısımlarında belirli dalga boylarında etkileşim olduğunu göstermiştir. Etkileşim dalga boylarının her meyvede birbirine yakın belirgin değerlerde olduğu gözlemlenmiştir. Bu doğrultuda her meyve için kullanabilecek ortalama dalga boyları hesaplanarak kullanılacak ışık kaynaklarının dalga boyları belirlenmiştir.
Taşıtlar Arası Haberleşme Sistemlerinin Modellenmesi Ve Kanal Takibi

(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2014-07-02) Eren, Kani ; Çırpan, Hakan Ali ; 10040687 ; Elektronik ve Haberleşme Mühendisligi ; Electronic and Communication Engineering

IEEE 802.11p, taşıtlar arası ve taşıt-yol kenarı birimleri arası iletişim için geliştirilmiş bir standarttır. Ancak bu standart WLAN uygulamaları için mevcut olan 802.11a altyapısından türetildiğinden dolayı zamanla değişen hızlı sönümlemeli kanallarda performans kaybına neden olmaktadır ki bu durum bilgi güvenilirliğini önemli ölçüde etkilemektedir. Bu performans kaybının sebebi, taşıtlar arası haberleşme sistemleri için ele alınan kanal yapılarının etrafta bulunan geniş ölçekli yansıtıcılar nedeniyle, duğaran kanallardan farklılık göstermesidir. Dolayısıyla, sinyal zamanla değişen kanallar üzerinden iletildiğinde kestirimci, kanal değişikliklerini takip edebilecek yapıda olmalıdır. Bu nedenle daha gelişmiş ve karmaşık kestirim teknikleri kablosuz haberleşmede önemli bir yere sahip olmaktadır. Bu çalışma kapsamında 802.11p tabanlı taşıtlar arası haberleşme sistemine ait fiziksel katmanın modellenmesi ve karar geri besleme dengeleyicisi, beklenti enbüyükleme yöntemiyle birleştirilerek, yeni bir takip algoritması önerilmiştir. Önerilen bu algoritmanın temel çıkış noktası kanal kestirimine ve sinyal tahminine aynı anda izin veren EM-SBL algoritmasıdır. Ancak önerilen algoritmayı EM-SBL'den ayıran temel fark iterasyon başlangıç degerlerinin elde edilme aşamasında kendini göstermektedir. Algoritmada yardımcı pilot işaretlerden yararlanılarak nuisance parametrelerinin sonsal olasılığı elde edilir. Böylece istenilen parametreler enbüyükleme adımında ortak şekilde maksimize edilir. Eş zamanlı elde edilen veri sembolleri ve kanal katsayıları karar geri besleme algoritması yardımıyla bir sonraki işaret sembolünün kestiriminde kullanılır.
Kripto Aygıtlarına Karşı Yapılan Yan Kanal Atak Ölçümlerinin İyileştirilmesi Üzerine Yeni Yaklaşımlar

(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2014-07-08) Bekmezci, Ahmet Emin ; Özoğuz, İsmail Serdar ; 10043276 ; Elektronik ve Haberleşme Mühendisligi ; Electronic and Communication Engineering

Kripto aygıtlarında bilgi güvenliğinin sağlanması günümüz emniyet sistemleri için çok önemlidir. Yakın bir zamana kadar, kripto aygıtlarında bilgi güvenliğinin sağlanması için esas faktörün kullanılan algoritmanın kuvveti olduğu düşünülüyor ve araştırmalarda algoritmaların matematiksel olarak daha nasıl geliştirilebileceği üzerinde duruluyordu. 1998 yılında Kocher, kripto aygıtlarının çektiği gücün farklı işlemler için farklı değerler gösterdiğini ve bunları gözleyip SPA ve DPA atak yöntemlerini kullanarak gizli anahtarın ele geçirilebileceğini gösterdi. SPA atakları daha az mesaj bulunan basit algoritmalar için kullanılırken DPA algoritmaları daha komplike algoritmlar için kullanılıyor. DPA atakları için gereken güç ölçüm sayısı fazla olduğu için bu atakları gerçekleştirmek için güçlü bilgisayarlara ihtiyaç duyuluyor ve DPA atakları oldukça doğru sonuçlar veriyor. Kocher'in çalışmasından sonra kripto aygıtlarına duyulan güven büyük ölçüde sarsıldı ve kripto cihazlarının güvenliğinin sağlanması için dizayn aşamasında dizaynın gerçeklenmesiyle algoritmanın birlikte düşünülmesi gerektiği ortaya çıktı. Bu andan sonra tasarımcılar aygıtlarının ne kadar güvenilir olduğunu anlamak için tasarladıkları çiplere yan kanal atakları uygulamaya başladılar. Bu uygulamalar yan kanal ataklarının nasıl geliştirilebileceği hususunda çalışmalara yol açtı. Yan kanal ataklarının başarısı yapılan güç ölçümünün kalitesiyle doğrudan bağlantılıdır. Dolayısıyla ölçüm sonuçlarının iyileştirilmesi atağı başarıya ulaştırmak için gereken ölçüm sayısını azalttığı için çok önemlidir. Güç ölçüm sonuçlarını etkileyen temel kalite kriterleri elektronik gürültü ve anahtarlama gürültüsüdür. Elektronik gürültünün ana unsurları güç kaynağı gürültüsü, saat üretecinin gürültüsü, devre kartı ve arayüz kartı arasındaki etkilşimden kaynaklanan gürültü, manyetik emisyonlar ve kuantizasyon gürültüsüdür. Elektronik gürültü kaynakları her devrede vardır ve bunları bütünüyle elimine etmek mümkün değildir. Anahtarlama gürültüsü ise kripto aygıt hücrelerinin çıkış değerlerinin GHz mertebesinde değişmesi ile ortaya çıkmaktadır. Anahtarlama gürültüsü bu makalede anlatılan güç ölçüm devreleri yardımıyla elimine edilebilir. Güç ölçümleri genel olarak düşük değerli bir direncin kripto aygıtını besleyen güç kaynağıyla kripto aygıtı arasına bağlanarak direncin üzerinde meydana gelen voltaj düşüşünün ölçülmesiyle elde ediliyor. Bu ölçüm şu nedenlerle sağlıklı bir sonuç vermiyor: Bağlanan direnç kripto aygıtının parazitik kapasitansıyla bir filtre gibi davranarak ölçüm cihazıyla kripto cihazındaki hücreler arasındaki band genişliğini limitliyor. Bağlanan direnç değeri düşük olduğu için bu ölçülebilir voltaj değerinin düşük olmasına ve ölçüm duyarlılığının düşmesine neden oluyor. Ayrıca direnç üzerine düşen voltaj değeri kripto aygıtı tarafından çekilen akıma bağlı olduğu için kripto aygıtının besleme gerilimi sabit olmuyor. Bu da kripto aygıtının dengesiz bir gerilimle beslenerek aygıt davranışının değişmesine yol açıyor. Direnç ile yapılan ölçümlerde ortaya çıkan bu aksaklıklar tezin üçüncü bölümünde verilen benzetimlerde gözlenmiştir. Bu aksaklıkların ortadan kaldırılabilmesi için 2006 senesinde SCM devresi önerilmiş. Bu devre atak yapılan kripto aygıtına geri besleme ile sabit bir besleme voltajı sağlayarak ölçüm yapılırken cihaz karakteristiğinin değişmemesini sağlıyor. Ayrıca ölçüm cihazıyla kripto aygıtındaki hücreler arasında yüksek bir band genişliği ve kazanç sağlayarak ölçümün yüksek doğrulukla takip edilebilmesini ve ölçümdeki tepe değerlerinin ortalama değerden belirgin şekilde ayrılmasını sağlıyor. Ölçülen voltaj değerinin dirençle yapılan ölçümlere kıyasla 8.5 kat fazla olması sebebiyle ölçüm duyarlılığı artıyor ve sinyal gürültü oranında 10dB iyileşme gözleniyor. Bu makalede klasik yöntem olan direnç üzerinden yapılan ölçümler, SCM devresi kullanılarak yapılan ölçümler ve SCM devresine alternatif olarak sunulan ikinci nesil akım taşıyıcı tabanlı SCM ile yapılan ölçümler devre karakteristikleri, kutuplama voltaj stabiliteleri ve güç ölçüm performansları bakımından incelenmiş ve değerlendirilmiştir. Bilgisayar ortamında yapılan değerlendirmeleri ve benzetimleri daha gerçekçi kılmak adına bahsi geçen güç ölçüm devrelerinin giriş dataları için labaratuvar ortamından akım ölçüm ucuyla alınan güç ölçümleri referans olarak kullanılmıştır. SCM devresinin alternatifi olarak ikinci nesil akım taşıyıcı(CCII+) tabanlı SCM devresi bu tezde sunulmuştur. Benzetim sonuçlarına göre CCII+ tabanlı SCM devresi, kutuplama voltajı dışında standart SCM devresi ile benzer performans gösteriyor. CCII+ tabanlı SCM devresinde standart SCM devresine göre daha az aktif eleman kullanılmıştır. Standart SCM'in aksine devre içersindeki indüktör topraklanmış olduğu için bu komponentin yerine sadece aktif elemanlarla oluşturulmuş bir indütör benzetimi kullanılabilir. Bu değerlendirmelere göre önerilen CCII+ tabanlı SCM devresinin standart SCM'e göre CMOS uygulamaları için daha uygun olduğu görülmüştür. Ayrıca yapılan benzetim sonuçlarına göre güç ölçümlerinde standart SCM ve CCII+ tabanlı SCM'in kullanılmasıyla direnç ile yapılan ölçümlere göre ölçüm kalitesinin arttığı sonucuna varılmıştır. Bu sonuca göre güç ölçümlerinde standart SCM ve CCII+ tabanlı SCM kullanıldığı zaman direnç ile yapılan ölçümlere kıyasla atak için gereken ölçüm sayısının, başka bir deyişle atağı sonuca ulaştırmak için harcanan eforun azalacağı öngörülmektedir. Bunların dışında SCM devresi kullanılarak bilgisayar ortamında diferansiyel güç analizi benzetimi gerçekleştirilmiştir. Bu benzetim için 10000 data noktalı 8500 mesaj kullanılmıştır. Bu benzetimin sonucu olarak korelasyon değerlerinin güç ölçüm sayısına göre değişimi elde edilmiş ve bitler arasındaki ayrımın 3000. data noktasından sonra başladığı tespit edilmiştir. Sonuç olarak yan kanal atakları için yapılan ölçümlerde kullanılan SCM ve CCII+ tabanlı SCM devrelerinin band genişliği ve ölçüm duyarlılığı konularındaki avantajları sebebiyle direnç ile yapılan ölçümlere kıyasla çok daha iyi sonuçlar verdiği, bu devrelerin ölçüm için gereken eforu ve zamanı azaltacağı görülmüştür.
Gömülü Sistemler İçin Güvenilir Platform Modülü Tasarımı

(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2014-07-09) Özkan, Mehmet Akif ; Örs Yalçın, Sıddıka Berna ; 10043587 ; Elektronik ve Haberleşme Mühendisligi ; Electronic and Communication Engineering

Gömülü sistemler, özel bir amaca hizmet etmek amacıyla gerçek zaman ihtiyaçlarına cevap verebilecek şekilde genellikle kısıtlı donanımlar üzerinde tasarlanan, güç sınırlamalarına uyan ve çevre birimleri ile uyumlu olarak çalışan bilgisayar platformlarıdır. Düşük performans gereksinimli gömülü sistemler haberleşme, tıp, savunma, otomotiv gibi hemen hemen her alanda görülmektedir. Kullanım alanı her geçen gün daha fazla genişleyen gömülü sistemler kalp pilleri, otomobil frenleri, fabrika otomasyon sistemleri gibi kritik uygulamalarda daha fazla yer almaktadır. Artan kritik görevlerinin yanında gömülü sistemler daha çok uygulamada internet veya yerel bir ağ üzerinden başka bilgisayarlara bağlı olarak kullanılmaktadır. Genel amaçlı bilgisayar platformlarının güvenliğinin sağlanması ve sistemin güvenliğinin doğrulanması üzerine birçok çalışmanın bulunmasına rağmen yakın zamanlara kadar düşük performans gereksinimli gömülü sistemler bu konuda ihmal edildi. Ancak bu sistemleri hedef alan birçok saldırı literatürde bulunmaktadır. Vücuda yerleştirilen insulin pompası medikal cihazlarına yapılan saldırılar, arabaların kontrolör ağına (CAN) yapılan saldırılar ve Stuxnet bilgisayar kurdunun Iran nükleer tesislerine bulaşarak programlanabilir mantıksal denetleyici (PLC) sistemlerinin yazılımını değiştirmesi bunların örneklerindendir. Günümüzde bilgisayar platformları fiziksel olarak güvenli yerlerde korunabilmesine rağmen, ağ üzerinden yapılan saldırılara ve zararlı yazılımlara karşı daha hassastır. Sistem güvenliğinin sağlanması amacıyla önerilen önemli özelliklerden biri uzaktan doğrulamadır. Yerel veya uzakta çalışan bir bilgisayarın kimliğinin doğrulanması ve çalışmasının beklenildiği gibi olmasının doğru bir şekilde kontrol edilebilmesi güvenli bir uzaktan doğrulama protokolü ile sağlanabilmektedir. Uzaktan doğrulama yöntemi, doğrulayıcı (verifier) olarak isimlendirilen güvenilir bir bilgisayar sistemi ve sağlayıcı (provider) olarak isimlendirilen, ağ üzerinden bağlanılan, güvenilirliğinin kontrol edilmesi gereken bilgisayar sisteminden oluşur. Uzaktan doğrulama protokolü doğrulayıcının isteği üzerine başlar. Doğrulayıcı her bir hesaplamayı taze tutmak amacıyla sağlayıcıya yeterli büyüklükte rastgele bir sayı iletir. Ardından sağlayıcı; sistem durumunu, iletilen rastgele sayıyı ve sadece doğrulayıcının bildiği bir şifreyi kullanarak bu girişlere özel bir sağlama toplamı (checksum) üretir. Sağlama toplamı, her bir girişi için yeterince farklı bir sonuç üreten tek yönlü bir fonksiyon sonucudur. Sağlayıcının sistem durumu, hafızaları (memory), saklayıcıları (register) gibi yazılımın saklanmasını ve işletilmesini gösteren donanımlarının kontrol edildiği andaki içerikleridir. Sağlama toplamının şifre kullanılarak üretilmesi hesaplama sonucunu sağlayıcıya özel yapar ve hesaplamanın simüle edilebilmesini engeller. Son adım olarak sağlama toplamı doğrulayıcıya iletilir. Doğrulayıcı, kendisine iletilen sağlama toplamının beklediği gibi olması durumunda sağlayıcının güvenli bir şekilde çalıştığı sonucuna varır. Uzaktan doğrulama statik ve dinamik olmak üzere ikiye ayrılır. Dinamik doğrulamada sistem çalışırken dahi güvenilirlik protokolü gerçekleştirilebilirken, statik doğrulamada ise sistem sadece başlangıçta kontrol edilebilir. Yakın zamanlara kadar düşük performanslı gömülü sistemlerde uygulanması için önerilen uzaktan doğrulama protokolleri sadece yazılım veya sadece donanım tasarımlarına yönelikti. Sadece yazılımın kullanıldığı yöntemler genellikle sağlama toplamının hesaplanması sırasında geçen zamanın da doğrulayıcı tarafından kontrol edilmesi fikrine dayanır. Bu sistemlerde, sağlama toplamının beklenen zaman aralığında hesaplanmaması durumunda fazladan işlem yaptırıldığı ve sağlayıcının zararlı bir yazılım tarafından ele geçirildiği varsayılır. Sadece donanım tasarımına yönelik yöntemler, sağlama toplamının hesaplanması için sağlayıcı platforma ek bir işlemci veya Güvenilir Platform Modülü (Trusted Platform Module, TPM) olarak isimlendirilen özelleştirilmiş bir yonga eklenmesi fikrine dayanır. Sadece yazılımın kullanıldığı sistemlere karşı başarılı birçok saldırının literatürde yer almasının yanında sadece donanımın kullanıldığı yöntemler bu çalışmada hedef olarak belirlenen işlemciler için pahalı olmaktadır. Şimdilerde donanım ve yazılımın birlikte tasarımıyla daha düşük performans özelliklerine sahip gömülü sistemleri hedef alan yöntemler geliştirildi. Bu metotlar donanımda ufak değişiklikler önererek yazılım tarafından güvenli bir doğrulama protokolü gerçeklemesini mümkün kılmaktadır. SMART (Secure and Minimal Architecture for Root of Trust, Güvenilirlik Kökü için Güvenli ve Minimum Tasarım) bu alandaki en güncel ve önemli çözümlerden biridir. SMART yönteminde, doğrulama programını saklamak üzere ve sağlayıcı şifresini saklamak üzere işlemciye program bellekleri eklenir. Doğrulama programının veya şifrenin değişmeyeceği durumlarda salt okunur bellek tercih edilir. Güncellenebilir bellekler kullanabilmek içinse işlemcinin yazılımı tarafından değiştirilemeyecek güvenli bir protokol eklenir. Ayrıca işlemci ve veri bellekleri arasına bellek erişimlerini kontrol etmek üzere ufak bir denetleme devresi eklenir. Eklenen denetleme devresi işlemcinin program sayıcısının değerlerini takip ederek bellek erişimlerini kontrol eder. Uzaktan doğrulamada kullanılmak üzere saklanan şifrenin, sadece doğrulama yazılımı tarafından okunmasını sağlar. Ayrıca doğrulama programının sadece ilk direktifinden uyarılabilmesini ve bölünmeden çalıştırılıp son direktifinden çıkabilmesini sağlar. Herhangi bir ihlalde sistemi sıfırlar ve üçüncü bir kişiye veri akışını engeller. Böylece doğrulama yazılımının beklenildiği gibi çalışması zorlanmış olunur. Doğrulama yazılımı doğrulayıcının isteği üzerine çalıştırılır ve uzaktan doğrulama protokolüne uyarak şifreyi, sistem durumunu ve kendisine iletilen rastgele sayıyı kullanarak bir sağlama toplamı hesaplar. Hesaplanan sağlama toplamı doğrulayıcıya iletilir. Bu çalışmada düşük performans özelliklerine sahip gömülü sistemler için dinamik uzaktan doğrulama yöntemi olarak önerilen SMART, Intel 8051 işlemcisi için tasarlanmıştır. 8051 işlemcisi standarda uygun olarak tasarlanan Dalton çekirdeği kullanılarak Spartan 6 CSG324 Sahada Programlanabilir Kapı Dizileri (Field Programmable Gate Array, FPGA) üzerine gömülmüştür. İşlemcinin donanımı SMART yapısına uygun olarak değiştirilmiştir. Doğrulama yazılımı tasarımında sağlama toplamını üretmek üzere 224 bit SHA3[r=40, c=60] (Secure Hash Algorithm, Güvenli Hash Algoritması) seçilmiştir. Hash algoritması herhangi uzunluktaki bir veriden sabit uzunluktaki bir değeri tek yönlü olarak hesaplar ve farklı girişler için farklı çıkışlar üretir. Güvenli hash algoritmaları, Amerika Birleşik Devletleri Standart ve Teknolojiler Enstitüsü (NIST) tarafından belirlenmiş standartlardır. SHA3 algoritması, 2007 yılında NIST tarafından duyurulan ve 2012 ye kadar süren bir yarışmanın kazananıdır. Bir şifre kullanarak sağlama toplamı üreten hash algoritmalarına mesaj doğrulama kodları (MAC, message authentication code) denir. SHA3 algoritması, mesaj doğrulama kodu üretecek şekilde yapılandırılıp SDCC derleyicisi kullanılarak 8051 için tasarlanmıştır. Program önce C programlama dili kullanılarak tasarlanmış ve optimize edilmiştir. Daha sonra assembly (ASM) kullanılarak hedeflenen platform için hızlandırılmıştır. Sonuç olarak SHA3[200] ün kod boyutu ve hızı arasındaki oran tasarlanan kodlarla gösterilmiştir. Bu çalışma SHA3[200] algoritmasının 8051 üzerinde gerçeklemesini göstermesi açısından da bir ilk olma özelliği taşır. Bu tez SMART sisteminin donanım ve yazılım üzerindeki alan ve hız açısından yükünü gösteren ilk çalışmadır. Sistemin herhangi bir işlemci için gerçeklenmesi sırasında karşılaşılabilecek zorluklar gösterilmiştir. Buna ek olarak SMART sisteminin bellek yapısını değiştirerek alan ve hız açısından daha hızlı bir program tasarımına olanak tanıyan ve SMART sisteminin platforma olan yükünü azaltan bir yöntem önerilmiştir. Önerilen yöntemde doğrulama yazılımına rezerv edilmiş bir veri belleği eklenmiştir. Bu sayede doğrulama yazılımı küçültülebilmiş ve daha hızlı çalıştırılabilmiştir. Sonuç olarak önerilen sistem için tasarlanan doğrulama yazılımının % 36 daha küçük ve %12 daha hızlı olduğu gösterilmiştir.

Gözat

Çıkarma tarihi ile FBE- Elektronik Mühendisliği Lisansüstü Programı - Yüksek Lisans'a göz atma

Sayfa başına sonuç

Sıralama Seçenekleri