הנדסת חשמל ואלקטרוניקה

התמחות VLSI משולב עם מערכות רובוטיות

טכנולוגיית אינטגרציה בקנה מידה גדול מאוד (Very-Large-Scale Integration – VLSI) הפכה לחלק בסיסי במערכות רובוטיות בשל הצורך המוגבר בכוח מחשוב מובנה, אלגוריתמי בקרה מורכבים וממשקי תקשורת. VLSI מתייחס לתהליך של יצירת מעגלים משולבים (integrated circuits- ICs) על ידי שילוב מיליוני טרנזיסטורים לשבב בודד, כגון מיקרו-מעבד.

לשילוב של VLSI עם רובוטיקה יש מספר ממדים:

מערכות בקרה: רובוטים דורשים מערכות בקרה מורכבות כדי לנהל משימות כמו תנועה, מניפולציה, ניווט ועיבוד נתונים חושיים. טכנולוגיית VLSI מאפשרת פיתוח של מיקרו-בקרים ומיקרו-מעבדים מותאמים אישית, קומפקטיים וחסכוניים בצריכת החשמל שיכולים לבצע את אלגוריתמי הבקרה המורכבים הללו בזמן אמת.

חיישנים ומפעילים: טכנולוגיית VLSI חיונית בתכנון ובהפעלה של החיישנים והמפעילים שהם מרכזיים ברובוטיקה. בין אם מדובר בשילוב נתוני חיישנים, בקרה על מנהלי מנוע לתנועה או בניהול חלוקת כוח, מעגלי VLSI הם לב ליבה של פעולות אלה.

תקשורת: רובוטים דורשים לעתים קרובות ממשקי תקשורת לשליטה מרחוק, שיתוף נתונים או משימות שיתופיות במערכות מרובות רובוטים. ניתן להשתמש בעיצובי VLSI ליצירת שבבי הרשת והתקשורת הנדרשים המספקים את היכולות הללו.

עיבוד נתונים מובנה (On-board Data Processing): במשימות כמו זיהוי אובייקטים, תכנון נתיבים או מיפוי סביבה, רובוטים צריכים לעבד כמויות גדולות של נתונים במהירות. VLSI מאפשר שילוב של יחידות עיבוד נתונים חזקות במערכות רובוטיות.

ניהול צריכת חשמל: יעילות חשמל היא שיקול קריטי ברובוטיקה, במיוחד עבור רובוטים אוטונומיים המונעים על ידי סוללה. ניתן לעצב מעגלי VLSI לניהול צריכת חשמל יעיל, המבטיחים את הביצועים הטובים ביותר עבור כמות הספק הנמוכה ביותר.

עיצוב מערכת-על-שבב (System-on-Chip – SoC): ברובוטיקה מתקדמת, ניתן להשתמש ב-VLSI ליצירת עיצוב מערכת-על-שבב (SoC). זה משלב את כל רכיבי המחשב או מערכת אחרת לשבב אחד, מפחית את הגודל ואת צריכת החשמל, ומגדיל את האמינות והיעילות של הרובוט.

בתחום כמו "VLSI משולבת עם מערכות רובוטיות", הסטודנטים ילמדו היבטים אלו ואחרים של טכנולוגיית VLSI, ילמדו כיצד לתכנן, ליישם ולמטב מערכות אלו עבור יישומים שונים כולל רובוטיקה.

* ההתמחות אינה מופיעה על גבי התואר.