پژوهشکده الکترونیک دانشگاه صنعتی شریف

فعالیت های محوری

محورهای پژوهشی در پژوهشكده الكترونیك بر اساس نیازها و ضرورتهای علمی و فناوری در كشور، تخصصها و تجارب موجود، و نیز رسالت این پژوهشكده تعریف میشوند. پروژههای محوری در اغلب موارد دارای ماهیت چندتخصصی هستند كه غالباً از طریق همكاری نزدیك گروههای تخصصی در پژوهشكده و در مواردی با کمک همکاران در سایر دانشكدهها و پژوهشكدهها بر اساس ضرورتهای تخصصی انجام میپذیرند. در حال حاضر، پنج محور زیر فعالیتهای محوری پژوهشكده را تشكیل میدهند.

رمزشناسی و امنیت شبكه‌های كامپیوتری

پژوهشكده الكترونیك قدیمی‌ترین نهاد علمی كشور در زمینه رمزشناسی است. تأمین امنیت ارتباطات و گسترش علم رمز مهمترین هدف و محور تحقیقاتی پژوهشكده طی 35 سال گذشته بوده است. در این راستا سیستمهای متعدد رمزكننده تلفنی، رادیو تلفنی و رمزکننده داده طراحی و به مرحله بهره‌برداری رسیده‌اند. با گسترش روزافزون شبكه‌های كامپیوتری و جایگزینی اسناد و مبادلات الكترونیكی به جای اسناد و مبادلات كاغذی و نقش پایه‌ای و حیاتی امنیت در شبكه‌های كامپیوتری، امروزه دیگر استفاده از سیستم‌های رمز، منحصر به نهادهای نظامی و سیاسی نیست، بلكه تامین امنیت اطلاعات با ارزشی كه توسط شبكه‌های كامپیوتری مبادله می‌شوند، در سازمانها و مؤسسات مختلف مالی، اداری، بانكی، خدماتی و غیره اكنون نیاز جدی محسوب می‌شود. در این راستا علاوه بر انجام فعالیتهای پژوهشی مستمر در زمینه‌های مختلف مرتبط با علم رمز و امنیت شبكه، به منظور ارتقاء گسترش علم رمز در كشور، پژوهشكده الكترونیك علاوه بر ارائه دوره‌های آموزشی خاص و كوتاه مدت و كارگاههای آموزشی متعدد با همكاری دانشكده مهندسی برق، برای نخستین بار در كشور اقدام به ایجاد دوره كارشناسی ارشد مخابرات رمز نمود كه اولین دوره آن از مهرماه 1378 با پذیرش دانشجو از طریق آزمون سراسری كارشناسی ارشد برگزار گردید. در این راستا همچنین می‌توان به نقش فعال اعضاء هیئت علمی پژوهشكده در تأسیس و راهبری انجمن رمز ایران اشاره كرد.

هم فعالیتهای پژوهشی انجام گرفته در زمینه رمزشناسی و امنیت شبكه در پژوهشكده عبارتند از:

  • طراحی و ساخت سیستمهای رمزكننده رادیوئی و تلفنی
  • طراحی و ساخت دستگاه رمزكننده داده بر مبنای الگوریتم رمز RSA با امكان صدور امضاء دیجیتال و بررسی سندیت پیام
  • طراحی و ساخت رمز كننده هوشمند صحبت
  • تحلیل و طراحی الگوریتم‌های رمز قطعه‌ای با امنیت بالا
  • تحلیل و طراحی الگوریتم‌های رمز دنباله‌ای با امنیت و كارآئی بالا
  • تهیه و طراحی نرم‌افزار آزمون آماری الگوریتم‌های رمز
  • طراحی و پیاده‌سازی شبكه‌های كامپیوتری امن
  • بررسی و تحلیل روشهای امضاء دیجیتال
  • طراحی و پیاده‌سازی سیستمهای پرداخت الكترونیكی و بانكی
پردازش سیگنال

پردازش سیگنال به طور كلی عبارت از انجام عملیات ریاضی بر روی سیگنالها با اهداف معین می‌باشد و یكی از شاخه‌های مهم و پایه‌ای مهندسی برق محسوب می‌شود. با وجود این، پردازش سیگنال به طور بسیار وسیع در بسیاری زمینه‌های علمی دیگر جهت اجرای الگوریتم‌های پیچیده توسط كامپیوتر یا پردازشگرهای خاص دارای كاربرد حیاتی است. در پژوهشكده الكترونیك، فعالیت در زمینه پردازش سیگنال همواره بطور جدی مدنظر بوده و پروژه‌های متعددی در شاخه‌های مختلف آن، از جمله در موارد زیر با موفقیت انجام شده یا در حال انجام هستند.

  • سیستم‌ها و پروتكلهای مخابراتی
  • سامانه ارتباط گفتاری انسان با ماشین از طریق صحبت
  • كدكننده‌های اطلاعات صوتی، تصویری و اطلاعات
  • سیستم‌های نهانسازی اطلاعات شامل نشانگذاری، نهاننگاری و تحلیل نهاننگاری
  • سیستم‌های مبتنی بر پردازشگرهای دیجیتال سریع
  • سیستم‌های پردازش سیگنالهای تصویری و ویدیوئی
ابزار دقیق الکترونیکی

یک سیستم ابزار دقیق پیشرفته، اطلاعات مربوط به یك موضوع را جمع‌آوری نموده و پس از پردازش، اطلاعات را جهت تصمیم‌گیری به یك سیستم دیگر و یا انسان انتقال داده و یا اطلاعات را بر اساس پروتکل معین و یا دادههای قبلی مورد تحلیل قرار میدهد. سیستم‌های ابزار دقیق، بسته به نوع اطلاعات مورد نظر، از فنآوری و دانش رشته‌های فیزیك، شیمی، مكانیك، مواد، برق و كامپیوتر استفاده می‌نمایند. اطلاعات خام در این سیستمها عمدتا توسط یك یا چندین حسگر گرفته شده و پس از پیش‌پردازش، به کمک روشهای مناسب پردازش سیگنال تحلیل میشوند. از نظر كاربرد، سه محور 1) اندازه‌گیری اطلاعات موجود در محیط‌های سخت (دمای بالا، رطوبت، ضربه، لرزش، فشار )، 2) آزمون، تحلیل و كنترل عملكرد صحت و پیش‌بینی اقدامات لازم بر روی تأسیسات و سیستمهای بزرگ (خطوط لوله‌های نفت و گاز، پالایشگاه) و 3) كنترل كیفیت محصولات صنعتی در حین ساخت و یا دنبال نمودن تحول آنها به منظور ساخت محصولات صنعتی طبق استانداردهای بین‌المللی، به عنوان زمینههای اصلی کاربردی سیستمهای ابزار دقیق قابل ذکر هستند.

زمینه‌های فعالیت ابزار دقیق الکترونیکی در این پژوهشكده عبارتاند از:

  • طراحی، ساخت، نصب و راه‌اندازی سیستمهای ابزار دقیق در برگیرنده چند زمینه تخصصی (برق، مكانیك، مواد، فیزیك، شیمی،كامپیوتر).
  • طراحی و پیاده سازی شبکه های راداری امن و سیستمهای ESM
  • سیستمهای ابزار دقیق پزشکی
  • سیستمهای چند پردازشگر دربرگیرنده FPGA و DSP
  • سیستمهای کنترل الکترونیکی خودرو
  • سیستمهای الكترونیكی قابل حمل به منظور استفاده در محیطهای سخت و صنعتی.
کاربرد پردازش سیگنال در آزمون غیرمخرب مواد

آزمون غیرمخرب و به طور منظمِ قطعات صنعتی و تاسیسات بزرگ، عملیاتیماندن آنها را تضمین می‌نماید. نخست اطلاعات مربوط به قطعه مورد آزمون با اندازهگیری جمعآوری می‌گردد و سپس سیگنال اندازهگیری شده با تلفیق روشهای تحلیل طیفی و روشهای هوشمند و مدرن پردازش سیگنال (منطق فازی، شبکه عصبی، الگوریتم ژنتیک و مورفولوژی ریاضی) پردازش گردیده و وجود نقص در مواد تشخیص و مشخصههای آن تعیین میگردد. پژوهشهای بنیادین و کاربردی پردازش سیگنال در آزمون غیرمخرب مواد، یکی از فعالیتهای پیگیرانه پژ‍وهشكده الكترونیك می‌باشد. در چارچوب این فعالیت، اعضای هیئت علمی دانشکدههای برق، فیزیک، مکانیک و مواد با این پژوهشکده همکاری داشته و دارند. از جمله فعالیتهای انجامشده و در حال انجام این پژوهشکده میتوان به موارد زیر اشاره نمود:

  • مطالعه انجام‌پذیری و طراحی اولیه سیستم عیب‌یاب هوشمند با استفاده از امواج ماورای صوت برای بررسی غیرمخرب لوله‌های نفت.
  • تهیه و ارائه پیشنهاد ساخت نمونه صنعتی سیستم عیب‌یاب هوشمند با استفاده از شار مغناطیسی برای بررسی غیرمخرب لوله‌های نفت و گاز.
  • طراحی و ساخت نقص‌یاب با استفاده از سیگنالهای جریان گردابی، شار مغناطیسی و ماورای صوت.
  • پژوهشهای بنیادین و کاربردی پردازش سیگنال و تصویر به منظور استخراج بهینه نقص موجود در مواد
طراحی و برگردان مدارهای مجتمع صنعتی

در دو دهه اخیر، انتظار کاربران عمومی و تخصصی سیستمهای الکترونیکی بیش از پیش افزایش یافته است . سیستم الکترونیکی میبایستی دارای ویژگیهای متعدد باشد: توانمندی انجام سریع کارهای متعدد به طور همزمان، حجم کوچک، مصرف توان الکتریکی کم، ایمن در مقابل اغتشاشات و نویزهای محیط، قابل اطمینان و هزینه تولید معقول باشند. پاره‌ای از فعالیت‌های انجامشده عبارتاند از:

  • طراحی مدارهای مجتمع VLSI
  • طراحی مبدل آنالوگ به دیجیتال برای سیستمهای ابزار دقیق پزشکی
  • طراحی مدارهای رمز کننده RSA با استفاده از روشهای Full Custom و Semi Custom