Simulative Untersuchungen zum Einsatz des CELL-Prozessors für Filter- und Regelalgorithmen

Bodenstein, Christoph

The nano-positioning and nano-measuring machine, developed by the Special research range 622 of the TU-Ilmenau, serves the measurement of structures in the nanometer range as well as their manipulation.In this work it was examined to what extent the CELL processor can be applied for the use as core of the data processing and control unit of the NPMM.Therefor different control-algorithms of these NPMM were examined and implemented for the CELL processor (IBM). Subsequently, these algorithms were optimied by utilization of CELL specific architecture, e.g. by utilization of the SPUs (coprocessors of the CELL). Emphasis of the work is the investigation of the up-to-date used PID-control-algorithm as well as the DNLR-friction-model for the prognosis of the current frictional force in the nanometer range.All these investigations were accomplished on a simulated CELL processor. For this the Full system simulator by IBM was used.

Die Nanopositionier- und Nanomessmaschine, entwickelt am Sonderforschungsbereich 622 der TU-Ilmenau, dient der Messung von Strukturen im Nanometerbereich sowie deren Manipulation. In dieser Arbeit wurde untersucht, inwieweit der CELL-Prozessor für die Verwendung als Kern der Datenverarbeitungs- und Steuereinheit der NPMM zum Einsatz kommen kann. Hierzu wurden verschiedene Steueralgorithmen dieser NPMM untersucht und für den CELL-Prozessor von IBM implementiert. Anschließend wurde versucht diese Algorithmen unter Ausnutzung der CELL-spezifischen Architektur zu optimieren, z. B. durch Ausnutzung der SPUs (Co-Prozessoren des CELL). Schwerpunkt der Arbeit ist die Untersuchung des aktuell verwendeten PID-Regelalgorithmus sowie des DNLRX-Reibmodells zur Prognose der aktuellen Reibkraft im Nanometerbereich. All diese Untersuchungen wurden auf einem simulierten CELL-Prozessor durchgeführt. Hierfür wurde der Full-System-Simulator von IBM verwendet.

Ilmenau, Techn. Univ., Diplomarbeit, 2007

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Bodenstein, Christoph: Simulative Untersuchungen zum Einsatz des CELL-Prozessors für Filter- und Regelalgorithmen. 2007.

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