PROCHÁSKA, F. Implementace protokolu EtherCAT pro SoC [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2019.
Diplomová práce na téma „Implementace protokolu EtherCAT pro SoC“ se zabývá rozdělením jednotlivých vrstev protokolu EtherCAT mezi programovatelnou logiku realizovanou v FPGA a procesor. Cílem práce je implementovat protokol tak, aby byl přenos dat izochronní s minimálním jitterem. Práce po odborné stránce patří k náročnějším, protože vyžaduje studium jak samotného protokolu EtherCAT, programovatelných hradlových polí FPGA řady ZYNQ, prostředků potřebných ke tvorbě firmwaru v FPGA (jazyk Verilog) a jejich vazbu na software realizovaný ve více-jádrovém procesoru ARM. Diplomat pracoval svědomitě, byť se občas dostal do časové tísně (text a úprava DP), práci konzultoval v přiměřeném rozsahu, vždy s připravenými a relevantními dotazy.
Zadání diplomové práce Bc. Františka Procházky bylo obtížné a to z důvodů velkého rozsahu znalostí, které bylo třeba nastudovat mimo rámec magisterského studia. Požadovaným výsledkem práce bylo navrhnout a realizovat zařízení sloužící jako master zařízení průmyslové sběrnice EtherCAT (Ethernet for Control Automation Technology). Sběrnice EtherCAT svým zaměření spadá do skupiny tzv. fieldbus protokolů, kterou jsou využívány v průmyslu pro přenos dat mezi nadřazeným systémem (master) a jednotlivými (slave) senzory nebo aktuátory. Specifikace sběrnice EtherCAT využívá fyzickou a část linkové vrstvy protokolu Ethernet, proto je možné k realizaci master zařízení použít libovolné počítačový systém obsahující ethernetové rozhraní. Pro realizaci připojení EtherCAT slave zařízení je ovšem nutný specifický HW pro síťový interface. Cílem práce diplomanta bylo tedy realizovat pouze master zařízení na platformě Xilinx Zynq 7000 a komunikací s již existujícím slave zařízením EtherCATio, ověřit správnost implementace nově realizovaného master zařízení. Dalším úkolem studenta bylo v rámci platformy Zynq 7000 doplnit původně čistě SW řešení master zařízení v prostředí OS Linux o specifické HW moduly pro podporu EtherCAT komunikace, za účelem dosažení vyšší datové propustnosti mezi master a slave zařízeními. Diplomant nastudoval protokol EtherCAT, provedl analýzu programového vybavení pro komunikaci tímto protokolem v prostředí OS Linux a navrhl oblasti původní realizace, které by bylo možné s výhodou implementovat pomocí HW prostředků. V další části práce pomocí HDL jazyka Verilog tyto HW moduly navrhl, realizoval a oživil. Výsledné diplomantem realizované zařízení představuje SoC (System on Chip) řešení EtherCAT master zařízení. Diplomant prokázal zcela zřejmé znalosti z oblasti návrhu a vývoje embedded systémů. Zvolenou koncepci řešení lze označit za správnou. Zadání dle mého názoru bylo splněno, ale k samotnému textu práce mám tyto výhrady: Práce není psána v logickém sledu, používání zkratek a označení velmi často předchází v textu jejich vysvětlení, případně nejsou zkratky v textu vysvětleny vůbec. Často jsou v textu prezentovány nové informace bez předchozího popisu, k čemu se vztahují. Tyto skutečnosti výrazně komplikují orientaci čtenáře v textu této diplomové práce. Na velkou část uváděných tabulek a obrázků chybí v textu odkazy, proto se lze pouze domýšlet, proč jsou zde uváděny. Některé obrázky jsou uvedeny na samostatné stránce, kde jakýkoliv další text chybí, přesto že by zde mohl být uveden (str. 29-32 a 33-36). Úvodní kapitoly 1 a 2 jsou věnovány popisu protokolu EtherCAT, zvolené cílové HW platformě Zybo a popisu použitého vývojového prostředí Xilinx Vivado. Tyto kapitoly ovšem nemají dostatečný rozsah. Diplomant měl pravděpodobně snahu popsat jen ty nejpodstatnější informace a jeho vlastní získané zkušenosti. Výsledné kapitoly, ale díky tomu nejsou konzistentní a postrádají závěrečné zhodnocení dosažených výsledků. Typickým příkladem je kapitola 2.2.3, která měla být věnována popisu vlastností nástroje OpenMP a důvodů jeho použití. Namísto toho zde diplomant popisuje, omezení kapacity své vývojářského počítače a další nalezené problémy. Kapitola 3 je věnována popisu existujícího SW vybavení pro podporu protokolu EtherCAT v prostředí OS Linux a provedeným měření časových parametrů. V kapitole 3.3 i 3.4 postrádám jakékoliv zhodnocení naměřených výsledků. Kapitola 4 je věnována samotnému návrhu HW modulů pro zvýšení datové propustnosti na platformě Zynq 7000. Tato kapitola tvoří jádro práce a to jak svým rozsahem, tak i odborným zaměřením. Přiložené obrázky jsou ovšem v textu prezentovány na nevhodných místech a opět jsou zde používány zkratky a označení bez jejich jakéhokoliv vysvětlení (např. zkratka DC). Na straně 50 student odkazuje na stavový automat na obrázku 4-21, uvedený obrázek ale obsahuje něco zcela jiného. Závěrečná kapitola 5 shrnuje dosažené výsledky na rozsahu 1.5 strany. V textu závěru student uvádí zkratky (wkc, DC), ovšem opět bez jakéhokoliv vysvětlení v předchozím textu. Formální zpracování práce je na naprosto podprůměrné úrovni. Práce je psána v českém jazyce v rozsahu cca 62 stran, ale postrádá jakoukoliv jazykovou korekturu. Prakticky na každé straně lze nalézt několik překlepů či chyb v označení veličin nebo ve zkratkách či názvech. Diplomant používá v textu hovorové obraty a skloňuje anglické výrazy. Student není schopen v textu práce správně citovat odkazy na online zdroje, URL adresy těchto zdrojů uvádí přímo do textu (např. str. 21). Tato skutečnost mě vede k zamyšlení, jaká byla asi odborná i formální úroveň jeho práce bakalářské. Tato práce je bohužel příkladem toho, jak nedostatečná jazyková korektura naprosto degraduje úroveň celé práce a komplikuje orientaci čtenáře v textu. Přínos práce tedy spatřuji převážně v realizaci celého zařízení, zdrojových textech na přiloženém CD a rozhodně nikoliv v textu diplomové práce. V práci ani na přiloženém CD není jediná foto či video dokumentace prezentující výsledné kompletní zařízení v provozu, proto nemohu spolehlivě potvrdit funkčnost výsledného zařízení. Tyto skutečnosti mě vedou k zamyšlení, zda si student uvědomil časovou náročnost řešení diplomové práce a zvažuji, zda jen nepředpokládal, že k realizaci práce diplomové bude stačit úroveň úsilí a času, který vynaložil při realizaci své práce bakalářské. Z úrovně zpracování textu práce odhaduji, že se student pravděpodobně nevěnoval řešení práce v rozsahu, který dané zadání požadovalo. Charakter textu diplomové práce a úroveň dokumentace celého řešení bohužel svědčí o minimálních inženýrských schopnostech diplomata, a práci tedy doporučuji s velkými výhradami k obhajobě. Diplomant přesto úspěšně zrealizoval požadované zařízení a byl schopen odvést velké množství práce, ale naprosto nezvládl své výsledky smysluplně zdokumentovat v textu diplomové práce, proto ho hodnotím stupněm D na jeho nejnižším bodové hranici (60b).
eVSKP id 119237