Исследование и разработка систем управления широкоформатными принтерами тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Попов Максим Александрович

• Попов Максим Александрович
• кандидат наук
• 2026

Оглавление диссертации кандидат наук Попов Максим Александрович

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК УСЛОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ 10 ГЛАВА 1. ОБЗОР И АНАЛИЗ ПУТЕЙ УЛУЧШЕНИЯ

ТЕХНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ШИРОКОФОРМАТНЫХ 19 ПРИНТЕРОВ

1.1 Краткие исторические сведения о широкоформатных принтерах

1.2 Сфера применения широкоформатных принтеров и их основные 20 типы

1.2.1 Планшетные широкоформатные принтеры

1.2.2 Рулонные широкоформатные принтеры

1.2.3 Гибридные широкоформатные принтеры

1.2.4 Однопроходные широкоформатные принтеры

1.3 Общие технические особенности систем управления 23 широкоформатными принтерами

1.4 Известные классификации широкоформатных принтеров

1.5 Обзор существующих систем управления широкоформатными 25 принтерами, их элементной базы и путей улучшения характеристик

1.5.1 Обобщенная архитектура системы управления широкоформатным 26 принтером и ключевые технические требования к системе управления

1.5.2 Обзор систем управления широкоформатными принтерами и 30 анализ их элементной базы

1.5.3 Анализ исследований по теме проектирования систем управления 33 широкоформатными принтерами

1.6 Выводы к главе

44

ГЛАВА 2. ОБНОВЛЕННАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ

ШИРОКОФОРМАТНЫХ ПРИНТЕРОВ

2.1 Необходимость обновления классификации широкоформатных 46 принтеров

2.2 Типы архитектур систем управления широкоформатными 43 принтерами

2.3 Выводы к главе

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА НОВЫХ ТИПОВ АРХИТЕКТУР СИСТЕМ

УПРАВЛЕНИЯ ШИРОКОФОРМАТНЫМИ ПРИНТЕРАМИ

3.1 Усовершенствованная архитектура системы управления с 53 раздельными модулями

3.1.1 Главный модуль системы управления широкоформатным 53 принтером

3.1.2 Межмодульный канал высокоскоростной передачи данных

3.1.3 Демультиплексор графических данных

3.1.4 Подсистема управления перемещением

3.1.5 Вспомогательные подсистемы

3.1.6 Программное обеспечение управляющего персонального 83 компьютера

3.2 Архитектура одномодульной со встроенным компьютером системы 33 управления широкоформатными принтерами нового типа

3.2.1 Обоснование необходимости разработки нового типа архитектуры 33 систем управления широкоформатными принтерами

3.2.2 Структура системы управления широкоформатными принтерами с 34 одномодульной архитектурой со встроенным компьютером

3.2.3 Сложности практической реализации одномодульной архитектуры 35 со встроенным компьютером

3.2.4 Переход к применению «системы-на-модуле»

88

3.2.5 Соответствие функциональных блоков систем управления широкоформатными принтерами архитектуры системы управления с

раздельными и новой одномодульной архитектуры

3.3 Выводы к главе

ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ, МОДЕЛЕЙ, АЛГОРИТМОВ И МЕТОДИК ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ НОВЫХ ТИПОВ АРХИТЕКТУР

СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ШИРОКОФОРМАТНЫМИ ПРИНТЕРАМИ

4.1 Базовые технические требования к широкоформатным принтерам

4.2 Система управления широкоформатным принтером как система 94 обработки графической информации

4.3 Основные технические сложности при реализации систем 98 управления широкоформатными принтерами

4.3.1 Использование офисных персональных компьютеров в качестве 98 управляющих для систем управления широкоформатными принтерами

4.3.2 Высокоскоростной канал связи между модулями системы 99 управления широкоформатным принтером

4.3.3 Существенно различные данные для передачи

4.3.4 Существенно различные объекты управления

4.4 Разработка системы управления широкоформатными принтерами с 101 усовершенствованной архитектурой с раздельными модулями

4.4.1 Метод передачи гетерогенных данных от управляющего персонального компьютера к системе управления широкоформатным 101 принтером

4.4.2 Подсистема буферизации данных, поступающих от управляющего 105 персонального компьютера

4.4.3 Внутренний супервизор системы управления широкоформатными 106 принтерами

4.4.4 Методика проектирования высокоскоростного оптоволоконного 107 канала передачи данных

4.4.5 Метод управления перемещением

4.4.6 Вспомогательные подсистемы

4.4.7 Программное обеспечение управляющего персонального 130 компьютера

4.5 Выбор основных технических решений и элементной базы для

системы управления широкоформатными принтерами с одномодульной 131 архитектурой со встроенным компьютером

4.5.1 Основные технические характеристики «системы-на-модуле» 131 AMD Kria

4.5.2 Усовершенствованная методика (маршрут) проектирования 132 встраиваемых систем на основе гетерогенных микросхем

4.6 Выводы к главе

ГЛАВА 5. ВНЕДРЕНИЕ НОВЫХ ТИПОВ АРХИТЕКТУР СИСТЕМ

УПРАВЛЕНИЯ ШИРОКОФОРМАТНЫМИ ПРИНТЕРАМИ

5.1 Существующие системы управления широкоформатными 135 принтерами и их недостатки

5.2 Промышленная реализация системы управления

широкоформатными принтерами с усовершенствованной архитектурой 135 c раздельными модулями, ее испытания и внедрение

5.2.1 Печатные модули системы управления широкоформатными принтерами с усовершенствованной архитектурой с раздельными модулями

5.2.3 Оценка повышения эффективности работы оператора при использовании усовершенствованной системы управления широкоформатными принтерами

135

5.2.2 Примеры принтеров под управлением систем управления широкоформатными принтерами с усовершенствованной архитектурой 137 с раздельными модулями

5.3 Прототип системы управления широкоформатными принтерами с 138 одномодульной архитектурой со встроенным компьютером

5.4 Результаты базовых функциональных тестов прототипа

5.5 Выводы к главе 5 145 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 147 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А. Дополнительные иллюстрации и фотоматериалы

ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Эволюция типов архитектур систем управления 183 широкоформатными принтерами

ПРИЛОЖЕНИЕ В. Свидетельства о государственной регистрации 184 программ ЭВМ

ПРИЛОЖЕНИЕ Г. Акты о внедрении

СПИСОК УСЛОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ

АЧХ - амплитудно-частотная характеристика

ВЕ - вспомогательная емкость ВСУ - встроенная система управления ГМ - главный модуль

ДГД - демультиплексор графических данных

ДПГ - драйвер печатной головки

КБП - контроллер буферной памяти

КВПД - канал высокоскоростной передачи данных

КНПД - канал низкоскоростной передачи данных

КПД - контроллер приема данных

МК - микроконтроллер

МПГ - модуль печатных головок

МУП - модуль управления позицией

ОЗУ - оперативное запоминающее устройство

ОРИ - обработка растровых изображений

ОС - операционная система

ОМСВК - одномодульная система со встроенным компьютером ОСРВ - операционная система реального времени ПГ - печатающая головка ПК - персональный компьютер ПП - печатная плата

ПЗУ - постоянное запоминающее устройство

ППЗУ - перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство

РФИ - растровый файл изображения

СВК - система со встроенным компьютером

СГМ - супервизор главного модуля

СМПГ - супервизор модуля печатающих головок

СОДГ - система с отдельными драйверами головок

СРМ - система с раздельными модулями

ССМ - система с совмещенными модулями

СУПЧ - система управления подачей чернил

СУШФП - система управления широкоформатным принтером

ТЗ - техническое задание

УПИ - управляющая последовательность импульсов

УПК - управляющий персональный компьютер

ШВП - шарико-винтовая передача

ШИМ - широтно-импульсная модуляция

ШФП - широкоформатный принтер

ЭГМ - энкодер главного модуля

BPCS - BIGPRINTER Control System

MCU - Microcontroller Unit

MPSoC - Multi-Processor System-On-Chip

NDA - Non-Disclosure Agreement

PCB - Printed Circuit Board

RIP - Raster Image Processor

RTOS - Real-Time Operational System

SoC - System-on-Chip

SoM - System-on-Module

SSD - Solid-State Drive

UART - Universal Asynchronous Receiver-Transmitter UV - Ultra-Violet

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование и разработка систем управления широкоформатными принтерами»

Актуальность темы

Современный уровень развития человеческого общества характеризуется постоянно возрастающим уровнем требований к качественным и количественным характеристикам получаемой информации. Прежде всего, это касается изображений (создаваемых как на мониторах, так и на печатных носителях), так как именно с помощью зрительного восприятия человек получает до 90 % информации.

Одним из устройств, обеспечивающих вывод информации на печатный носитель, является широкоформатный принтер (ШФП), к которому в полной мере относятся требования по качеству воспроизводимых изображений, а также по скорости их нанесения.

ШФП представляет собой программно-аппаратный комплекс для механической развертки цветного изображения на плоскости с помощью набора печатающих головок (ПГ), находящихся на подвижной каретке.

К современным ШФП предъявляется целый ряд требований, среди которых: высокое разрешение формируемого изображения (как правило, более 1000 точек на дюйм по каждой из осей) при скорости печати до нескольких десятков (реже - сотен) квадратных метров в час. Линейная скорость движения каретки при этом может достигать 1,5 м/с и более, а количество сопел (дюз) ПГ составлять не менее 1024. Для обеспечения таких скоростных характеристик общий объем данных, передаваемых к набору ПГ за единицу времени, составляет несколько гигабит.

Управляющий персональный компьютер (УПК), на котором выполняется

программное обеспечение (ПО) для управления принтером, должен

взаимодействовать с ШФП через канал обмена информацией, обладающий

достаточной пропускной способностью. Производительность самого УПК и

программная реализация алгоритмов работы управляющего ПО должны

обеспечивать скорость обработки информации файла задания, достаточную для

10

создания непрерывного потока данных через канал обмена информацией с принтером. Одновременно с этим должна также решаться задача управления движением подвижной части ШФП (каретки) с требуемой скоростью и точностью позиционирования.

Из вышеизложенного следует, что задача разработки системы управления ШФП (СУШФП) является актуальной, с одной стороны, и имеющей высокую техническую сложность, с другой стороны, так как включает в себя создание нескольких подсистем как высокой (ПО УПК, канал высокоскоростной передачи данных к ПГ, модуль управления перемещением каретки), средней (канал низкоскоростной передачи данных, подсистемы непрерывной подачи красящего агента) и низкой сложности (подсистема управления ультрафиолетовыми (УФ) излучателями).

В мире существует небольшое количество производителей СУШФП, а в России - только два производителя СУШФП, и только один из них выпускает ШФП как завершенное техническое решение.

Степень разработанности темы

С теоретической точки зрения, СУШФП является классической системой управления с несколькими объектами воздействия и набором обратных связей. Эта научная область хорошо разработана; среди зарубежных авторов наиболее известны работы общетеоретического характера у таких авторов, как: Kuo B. C. [1], Ogata K. [2], Liptak B. G. [3], Nise N. [4], Franklin G. [5] и ряд других [6-10]. Отдельно следует упомянуть научные коллективы, работающие в области систем управления на базе Field-Programmable Gate Array (FPGA). Это, например, Gursoy H., Onder Efe M. [11], Stankov^ M. R., Manojlov^ S. M., Simk S. M., Mitrav^ S. T., Naumov^ M. B. [12] и др. Разработка систем управления многоосевым движением нашла отражение в работах таких коллективов, как Martinez-Prado M.-A., Rodriguez-Resendiz J., Gomez-Loenzo R.-A., Herrera-Ruiz G., Franco-Gasca L.-A. [13], Ajel A. R., Abbas H. M., Mnati M. J. [14] и др.

Из российских теоретических работ в области систем управления можно назвать следующий авторов: Первозванского А. А. [15]; Гаврилова А. Н. и Пятакова Ю. В. [16]; Музипова Х. Н. [17]; Трофимова В. Б. и Кулакова С. М. [18]; Ефанова А. В. и Яроша В. А. [19]; Турупалова В. В., Хорхордина А. В. и Волуеву О. С. [20]; и др.

Практическая реализация СУШФП, в силу известной закрытости коммерческих решений, освещена мало. Среди ключевых авторов следует назвать Zapka W. [34], Hoath S. D. [35] и коллективы Liu J., Li Z., Liu Z., Ru J. [36], Shah M. A., Lee D.-G., Lee B.-Y., Hura S. [37], а также регулярно переиздаваемая книга одного из родоначальников цифровой струйной печати -компании Xaar [38].

Ряд частных вопросов, относящихся к технологиям цифровой струйной печати, раскрыт в работах Piknevych S., Repeta V. [39], Vujcic D., Kasikovic N., Stancic M., Majnaric I., Novakovic D. [40], Zhao D., Zhou H., Wang Y., Yin J., Huang Y. [41] и др. [42-48].

Описание проблемы, решаемой в диссертации

Проблема, решаемая в диссертационном исследовании, заключается в устранении ряда принципиальных недостатков, свойственных существующим архитектурам систем управления широкоформатными принтерами, и в отсутствии архитектуры, не имеющей этих недостатков, создание которой стало возможным благодаря новой элементной базе, появившейся в последние годы, а также в разработке новых методов, алгоритмов и методик проектирования для их реализации.

Объект исследования

Объектом исследования является процесс цифровой струйной широкоформатной печати.

Предмет исследования

Предметом исследования является система управления широкоформатным принтером как автоматизированным технологическим комплексом.

Цель и задачи исследования

Целью исследования является улучшение технических характеристик СУШФП, снижение стоимости разработки и производства, а также устранение недостатков существующих СУШФП путем усовершенствования классических и создания архитектур СУШФП нового типа.

Для достижения поставленной цели в диссертации последовательно решены следующие логически увязанные задачи:

- анализ существующих архитектур СУШФП и дальнейшее развитие их классификации;

- анализ технических особенностей реализации основных модулей СУШФП;

- усовершенствование существующей архитектуры СУШФП с раздельными модулями (СРМ);

- разработка новой архитектуры СУШФП - одномодульной со встроенным компьютером (ОМСВК);

- разработка методов, моделей, алгоритмов и методик для решения задач проектирования СУШФП с усовершенствованными и новыми архитектурами;

- реализация и апробация предложенных решений.

Методология и методы исследования

Диссертационное исследование базируется на методах математического моделирования, высокоуровневого синтеза, схемотехнического проектирования, а также структурного и объектно-ориентированного программирования.

Соответствие результатов исследования паспорту специальности

Результаты исследования соответствуют пунктам 4, 11, 12, 17 области исследований «Электроника, радиотехника и телекоммуникации» области науки «Инженерные науки и прикладная математика».

Результаты исследования также соответствуют пунктам 2-8 паспорта специальности 2.3.2 ВАК - «Вычислительные системы и их элементы», группы научных специальностей 2.3 - «Информационные технологии и телекоммуникации».

Научная новизна работы

Научная новизна диссертационного исследования заключается в том, что:

- получила дальнейшее развитие обновленная классификация широкоформатных принтеров, которая отличается от существующих новым признаком классификации (по типу архитектуры системы управления), что позволяет выделить преимущества и недостатки известных архитектур систем управления и определить направления их совершенствования;

- создана усовершенствованная архитектура системы управления широкоформатным принтером, которая отличается от архитектуры с раздельными модулями применением композитных устройств USB 3.0 и промышленной шины CAN, что позволяет устранить ее существенные недостатки и, в то же время, использовать имеющуюся кодовую базу;

- предложена новая одномодульная со встроенным компьютером архитектура системы управления широкоформатным принтером, которая отличается от архитектур других типов применением специализированного одноплатного компьютера на базе «системы-на-модуле», что дало возможность сократить затраты на разработку и производство, повысить гибкость системы, снизить потребляемую мощность и получить принципиально новые свойства системы управления;

- предложена группа новых методов, моделей, алгоритмов и методик

для решения ряда задач проектирования широкоформатных принтеров,

14

отличающихся от существующих тем, что они обеспечивают более высокую пропускную способность канала передачи данных, скорость позиционирования каретки и скорость проектирования, что дало возможность реализовать предложенные архитектуры.

Теоретическая значимость и практическая полезность

Теоретическая значимость диссертационной работы состоит в том, что в ней развивается теория применения специализированных систем управления высокой производительности, а также выполнена систематизация и анализ методов построения высокоскоростных каналов передачи данных применительно к архитектуре многомодульных встраиваемых систем. Кроме того, разработана усовершенствованная архитектура СРМм и новая архитектура ОМСВК. Ряд полученных в работе результатов также применим за пределами отрасли широкоформатной печати (например, алгоритм обеспечения высокого детерминизма позиционирования при многоосевом перемещении, метод предотвращения интерференции каналов передачи существенно различных данных, методика проектирования высокоскоростного канала и др. ).

Практическая полезность диссертационной работы заключается в том,

что:

- разработана программно-аппаратная реализация усовершенствованной архитектуры системы управления широкоформатным, устраняющая ряд ключевых недостатков более ранних архитектур;

- разработано программное обеспечение управляющего персонального компьютера с усовершенствованным пользовательским интерфейсом, что позволило сократить время выполнения стандартных задач оператора до 30 %;

- разработанная система управления широкоформатным принтером успешно прошла испытания и внедрена в серийную коммерческую продукцию компании «Бигпринтер Цифровые Инновации»;

- выполнена программно-аппаратная реализация новой архитектуры, устраняющей недостатки других типов систем управления широкоформатным принтером;

- изготовлен прототип системы управления широкоформатным принтером с архитектурой нового типа и проведены его комплексное тестирование и отладка;

- сокращена длина используемых соединительных кабелей низкоскоростного канала - до 70 % (для усовершенствованной архитектуры) и до 90 % (для архитектуры нового типа);

- сокращено количество печатных модулей до 20 % для усовершенствованной архитектуры и до 40 % - для новой;

- увеличена производительность широкоформатного принтера до двух раз;

- снижена себестоимость производства печатных плат до 5 раз для системы управления новой архитектуры.

Личный вклад автора

Все результаты и положения, выносимые на защиту, получены автором лично. На основе глубокого и всестороннего обзора и анализа предметной области, изучения источников и особенностей архитектуры СУШФП выявлены принципиальные недостатки существующих типов СУШФП. Опираясь на полученные данные, автор предложил ряд теоретических решений и реализовал их на практике, создав два типа архитектур СУШФП, один из которых является усовершенствованием существующего типа, а второй - полностью новым.

Автором лично сформулированы объект исследования, выявлена проблема и раскрыт предмет исследования как разработка архитектуры СУШФП, устраняющих недостатки существующих типов архитектур СУШФП.

Была поставлена цель работы и определен логически увязанный комплекс задач для ее достижения, при решении которых автором лично получены новые результаты, имеющие важное научное и практическое значение для отрасли

16

проектирования промышленной электроники, в целом, и систем управления для сферы широкоформатной цифровой печати, в частности.

Достоверность и обоснованность полученных результатов подтверждается корректностью постановки задачи и применяемых методов исследования, согласованностью результатов экспериментов с применением современных и широко апробированных средств проектирования и математического моделирования. Достоверность работы также подтверждается апробацией основных результатов на протяжении ряда лет на всероссийских и международных конференциях с публикацией в общедоступных рецензируемых изданиях, индексируемых в международных и отечественных базах цитирования WoS, Scopus и РИНЦ. Предлагаемые в диссертации новые результаты применяются в коммерческих продуктах компании «Бигпринтер Цифровые Инновации», и используются в учебном процессе МИЭМ НИУ ВШЭ, что подтверждается соответствующими актами:

- акт о внедрении в ООО «Бигпринтер Цифровые Инновации»;

- акт о внедрении в учебный процесс МИЭМ НИУ ВШЭ.

Апробация результатов

Основные результаты диссертационного исследования докладывались и обсуждались на всероссийских и международных конференциях:

- International Scientific Conference on Modeling and Analysis Complex Systems and Processes (MACSPRO), 2022;

- 65 Всероссийская научная конференция МФТИ в честь 115-летия Л. Д. Ландау, 2023;

- Ежегодная межвузовская научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых специалистов имени Е. В. Арменского, 2023;

- International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM), 2023;

- International Russian Automation Conference (RusAutoCon), 2023;

- International Ural Conference on Electrical Power Engineering (UralCon), 2023;

- 9th International Congress on Information and Communication Technology (ICICT), 2024;

- XXVII International Conference «Digital Signal Processing and Its Applications» (DSPA), 2025;

- International Journal of Reconfigurable and Embedded Systems (IJRES), 2025.

Результаты диссертационного исследования отражены в 7 работах [4955]. Из них 6 работ проиндексированы в международных наукометрических базах (WoS, Scopus) и одна работа опубликована в журнале из перечня ВАК.

В ходе исследования созданы программные продукты, на которые получены свидетельства:

- свидетельство о государственной регистрации программы ЭВМ № 2023681432 от 13.10.2023;

- свидетельство о государственной регистрации программы ЭВМ № 2023681433 от 13.10.2023.

Структура диссертации

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованных источников из 222 наименований. Объем работы составляет 187 страниц, из которых - 148 страниц основного текста (45 рисунков и 14 таблиц), список использованных источников на 22 страницах и четыре приложения.

ГЛАВА 1. ОБЗОР И АНАЛИЗ ПУТЕЙ УЛУЧШЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ШИРОКОФОРМАТНЫХ ПРИНТЕРОВ

1.1 Краткие исторические сведения о широкоформатных принтерах

Широкоформатная печать впервые стала возможной в XIX веке с появлением литографических машин [56], которые позволяли наносить крупные изображения (в том числе, цветные) на листы большого размера. До этого такие изображение наносились только вручную, поэтому даже минимальный уровень автоматизации был существенным шагом вперед [57].

В 1930 гг. появилась офсетная печать, что также упростило печать изображений большого формата [58], стали появляться первые образцы такой продукции. Подготовка производства нового макета занимала значительное время [58], печать малых тиражей была экономически невыгодной. Ширина носителя не превышала 1 м, что обусловлено рядом технических сложностей [58].

В 1970 гг. были выпущены первые лазерные принтеры [58, 59], но их сложность, стоимость и сравнительно невысокое качество получаемых отпечатков ограничивали широкое распространение устройств этого типа. Для печати широкоформатных цветных изображений такой тип принтера экономически нецелесообразен - даже в настоящее время в мире существует единственная компания, выпускающая лазерные принтеры формата А0 [60]. Для печати на носителях большего формата технология лазерной печати не используется. Кроме того, она обладает существенным недостатком -невозможностью печати на жестких листовых материалах, что является одной из основных задач широкоформатной печати.

Важнейшим этапом в развитии ШФП стал принтер Vutek Airbrush [61], выпущенный в 1989 году. Его ключевым преимуществом стала возможность управления печатью изображений с помощью компьютера. Ширина печатной зоны достигала 2,43м [61], а через год эта же компания выпустила принтер с шириной печатной зоны 4,8 м.

В 1990 году M. Nur предложил прототип ШФП, основанного на использовании пьезоэлектрического эффекта [34, 62, 63]. С 1991 года компания NUR Macroprinters приступила к серийному выпуску пьезоэлектрических ШФП, позволяющих быстро и относительно недорого изготавливать рекламные изображения высокого качества. С этого момента началось развитие ШФП в том виде, который обсуждается в рамках данной работы.

В качестве красящего агента для ШФП используется ряд веществ, например, сольвентные, водные, «экосольвентные» чернила [34, 64]. В настоящее время наиболее распространенным и востребованным типом красящего агента является жидкий фотополимер с ультрафиолетовым (УФ) отверждением [65], важными преимуществами которого являются высокие скорости печати, минимальное негативное воздействие на человека и окружающую среду, практически неограниченный спектр материалов для нанесения изображений, стойкость к механическим, химическим, лучевым воздействиям [34, 65]. Этот тип красящего агента впервые предложен инженером M. Caza руководству компании NUR Macroprinters и изначально получил отрицательный отзыв [61]. Работы по созданию прототипов ШФП, предназначенных для печати такими чернилами, велись несколькими компаниями (например, Raster Graphics (в настоящее время поглощена компанией Peritek) и Perfecta Print [66]) во второй половине 1990-х гг., а первые коммерческие образцы ШФП для печати с УФ-отверждением представлены в конце 1990-х гг. [61] рядом компаний (Sias Digital, Mechatron A. G., Zund [67]). Тогда же началось и массовое производство чернил с УФ-отверждением (компания Sericol [68]).

1.2 Сфера применения широкоформатных принтеров и их основные типы

Широкоформатные цифровые печатающие устройства в настоящее время широко применяются в самых различных сферах человеческой деятельности -от рекламной до производственной [34, 37, 69, 70]. Требования к техническим характеристикам печатающих устройств постоянно возрастают.

Для технических решений в сфере управления широкоформатным печатающим устройством характерна высокая техническая сложность и ряд специфических требований [35-37], которые будут более детально рассмотрены в разделе 1.5. Поэтому в мире существует небольшое количество компаний, предлагающих собственные решения в этой области [34, 59, 64]. Коммерческие продукты защищены NDA, что существенно осложняет анализ технических деталей. Представленная в работе информация взята из открытых источников.

Распространение широкоформатных принтеров (ШФП) обусловлено возрастающим набором решаемых ими задач [34, 70]. Если изначально основной (и практически единственной) сферой их применения было нанесение простых изображений рекламного характера на тот или иной носитель, то в настоящее время ШФП способны решать целый спектр задач [59, 71], включая и такие, в которых само сформированное изображение является не конечным результатом, а одним из технологических этапов (например, при создании рельефных изображений) [72].

1.2.1 Планшетные широкоформатные принтеры

Типичная конструкция планшетного ШФП [64] показана на рис. А.1. Он представляет собой устройство двухкоординатной развертки изображения на физическом носителе, расположенном на рабочем поле. Допустимая толщина материала зависит от конструкции принтера. Главным ограничивающим фактором при выборе материала для нанесения изображения является максимальный перепад высоты, поскольку касание ПГ материала недопустимо (приведет к необратимому повреждению ПГ, являющихся самым дорогим узлом ШФП). Для обеспечения лучшего качества печати ПГ обычно должны находиться на высоте от 1 до 2 мм над поверхностью материала.

На рис. А.2 показаны примеры различных носителей с нанесенными на них изображениями.

Преимуществами планшетных ШФП являются высокое качество печати, обусловленное жесткостью конструкции принтера и ее массой. Этот же фактор позволяет выполнять печать на массивных и хрупких носителях, например, на стекле.

Недостатками планшетных ШФП являются габариты, масса, стоимость и невозможность печати на носителях, размеры которых превышают размеры рабочего поля.

1.2.2 Рулонные широкоформатные принтеры

Рулонные ШФП [71] (рис. А.3) предназначены для печати на гибких (рулонных) материалах, в качестве которых обычно применяются баннерная ткань, самоклеящаяся пленка, бумага или текстиль.

Рулонные ШФП имеют более простую конструкцию по сравнению с планшетными, более компактны и дешевы. Их главный недостаток обусловлен конструкцией - рулонный ШФП не предназначен для печати на жестких материалах. Основная сфера их применения - печать рекламных и интерьерных изображений на рулонных носителях.

1.2.3 Гибридные широкоформатные принтеры

Компромиссным вариантом предыдущим двум типам ШФП является гибридный ШФП [34] (рис. А.4), сочетающий в себе возможности планшетного и рулонного принтеров благодаря наличию подающего и приемного узлов, которые позволяют перемещать рулонный носитель вдоль печатной зоны во время печати.

Ключевые недостатки гибридных ШФП:

- сложность конструкции;

- меньшая точность позиционирования печатного узла относительно материала;

- более высокая цена по сравнению с планшетным ШФП;

- большие габариты и масса по сравнению с рулонным ШФП.

Данный тип ШФП обычно применяется небольшими компаниями для решения широкого спектра производственных задач на единственном принтере при их малом общем объеме.

1.2.4 Однопроходные широкоформатные принтеры

Однопроходные ШФП [34, 71] заметно отличаются по конструкции от других типов ШФП. При этом с программно-аппаратной точки зрения отличия не такие значительные.

Главной особенностью однопроходных ШФП является то, что над каждым участком изображения пакет ПГ проходит только один раз. Это позволяет существенно упростить конструкцию принтера, отказавшись от сложных и дорогостоящих деталей, таких как рабочий стол, портал и прецизионная система перемещения. Однопроходный ШФП применяется для печати на узких рулонных носителях (например, в системах маркировки продукции [34, 73, 74]) и отделочных материалах (плитка, ламинат, плинтус). Такой ШФП легко встраивается в производственную линию (конвейер).

При этом однопроходные ШФП имеют и ряд недостатков:

- сильно ограниченный размер зоны печати по вертикали;

- существенно более низкое качество печати по сравнению с рулонными и планшетными ШФП;

- высокие требования к техническому состоянию ПГ.

1.3 Общие технические особенности систем управления широкоформатными принтерами

Ключевыми техническими особенностями, определяющими сложность любого СУШФП, являются:

- большой объем графических данных, требуемых для качественной печати изображения большого формата (объем файла изображения может достигать 10 Гб и более) [34, 59, 64];

- модульная конструкция СУШФП, определяемая наличием подвижной части конструкции (каретки), на которой расположены конечные получатели передаваемых данных (ПГ) [34, 64, 75];

- высокие требования к производительности современного ШФП (от десятков до сотен м2/ч) [34, 50, 53, 64], которые определяют скорость передачи данных (как будет показано далее, она составляет более 1 Гбит/с);

- большое количество вспомогательных и сервисных функций, которые имеются на большинстве существующих ШФП и стали «стандартом де-факто» в данной отрасли [34, 63, 65].

Сфера применения ШФП постоянно расширяется [59, 61, 64, 65, 69, 70], что приводит к дальнейшему росту требований к качеству создаваемых изображений и скорости их нанесения, которые определяются техническими характеристиками СУШФП, ключевыми из которых являются:

- цветовая схема;

- количество печатающих головок (ПГ);

- модель ПГ;

- разрешение изображения;

- скорость печати в различных режимах;

- метод отверждения (сушки) красящего агента;

- тип ШФП (планшетный, рулонный, гибридный, однопроходный и т. д.);

- интерфейс подключения к управляющему компьютеру. 1.4 Известные классификации широкоформатных принтеров

Нужно отметить, что, несмотря на постепенное улучшение перечисленных выше технических характеристик ШФП, их основные конструктивные особенности устоялись. Этот факт отражают и существующие классификации ШФП [34, 70, 74], основные из которых приведены на рис. 1.1.

Рис. 1.1 - Некоторые из известных классификаций ШФП

Важно подчеркнуть, что все показанные варианты классификаций имеют констатирующий, описательный характер и не дают возможности определить потенциальные пути совершенствования ШФП.

1.5 Обзор существующих систем управления широкоформатными принтерами, их элементной базы и путей улучшения характеристик

1.5.1 Обобщенная архитектура системы управления широкоформатным принтером и ключевые технические требования к системе управления

На рис. 1.2 в обобщенном виде представлен ШФП, как совокупность объектов управления, а также СУШФП, порождающей управляющие воздействия и получающей информацию о состоянии управляемых объектов через набор обратных связей.

Рис. 1.2 - ШФП как совокупность СУШФП и ее объектов управления

Из рис. 1.2 следует сложный, мультимодальный характер ШФП как объекта управления, состоящий в том, что для обеспечения работы ШФП необходимо одновременно и с высокой точностью управлять как несколькими информационными потоками, так и физическими процессами (многоосевым перемещением, подачей красящего агента, УФ-отверждением).

На рис 1.3 представлена в обобщенном виде многоуровневая архитектура системы управления, способной решать различные задачи, в том числе -выходящие за пределы отрасли широкоформатной печати.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Попов Максим Александрович, 2026 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Kuo B. C., Golnaraghi F. Automatic Control Systems. John Wiley & Sons, 2023. - 624 p.

2. Ogata K. Modern Control Engineering. Pearson, 2009. - 912 p.

3. Liptak B. G. Process control and instrumentation technology. CRC Press, 2018. - 1558 p.

4. Nise N. Control Systems Engineering. John Wiley & Sons, 2019. - 800 p.

5. Franklin G., Powell D., Emami-Naeini A. Feedback Control of Dynamic Systems, Pearson, 2018. - 928 p.

6. Dorf R., Bishop R. Modern Control Systems. Pearson, 2016. - 1032 p.

7. Ghosh S. Control Systems: Theory and Applications. Pearson, 2012. - 1044 p.

8. Distefano J., Stubberud A. R, Williams I. J. Schaum's Outline of Feedback and Control Systems. McGraw Hill, 2013. - 524 p.

9. Manke B. S. Linear Control Systems with MATLAB Applications. Khanna Publishers, 2012. - 772 p.

10. Kumar A. A. Control Systems. Phi, 2014. - 1227 p.

11. Gursoy H., Efe M. O. Control System Implementation on an FPGA Platform // IFAC-PapersOnLine. - 2016. - Vol. 49(25). - P. 425-430. DOI: 10.1016/J.IFACOL.2016.12.087.

12. Momir R. Stankovic S. M. Manojlovic S. M., et al. FPGA system-level based design of multi-axis ADRC controller // Mechatronics. - 2016. - Vol. 40. -P. 146-155. DOI: 10.1016/J.MECHATRONICS.2016.10.005.

13. Martinez-Prado M.-A., Rodriguez-Resendiz J., Gomez-Loenzo R.-A., et al. An FPGA-Based Open Architecture Industrial Robot Controller // IEEE Access. -2018. - Vol. 6. - P. 13407-13417. DOI: 10.1109/ACCESS.2018.2797803.

14. Ajel A. R., Abbas H. M., Mnati M. J. Position and speed optimization of servo motor control through FPGA // International Journal of Electrical and Computer Engineering. - 2021. - Vol. 11(1). - P. 319-327. DOI: 10.11591 /IJECE. V11I1.PP319-327.

15. Первозванский А. А. Курс теории автоматического управления. Учебное пособие для вузов. Лань, 2022. - 616 с.

16. Гаврилов А. Н., Пятаков Ю. В. Средства и системы управления технологическими процессами. Учебное пособие. Лань, 2019. - 376 с.

17. Музипов Х. Н. Программно-технические комплексы автоматизированных систем управления. Лань, 2018. - 164 с.

18. Трофимов В. Б., Кулаков С. М. Интеллектуальные автоматизированные системы управления технологическими объектами. Инфра-Инженерия, 2020. - 256 с.

19. Ефанов А. В., Ярош В. А. Теория автоматического управления. Учебник для вузов. Лань, 2023. - 160 с.

20. Турупалов В. В., Хорхордин А. В., Волуева О. С. Методы анализа и синтеза цифровых систем автоматического управления. Инфра-Инженерия, 2022. - 204 с.

21. Cilingiroglu U. Analog Integrated Circuit Design by Simulation: Techniques, Tools, and Methods. McGraw Hill, 2019. - 576 p.

22. Neves F. Hands-On Embedded System Design: Leverage the power of ARM Processors, FPGAs, ASIPs and ASICs for building effective embedded system design. Packt Publishing, 2019. - 521 p.

23. Navabi Z. Embedded Core Design with FPGAs. McGraw-Hill India, 2008.

24. Abdullah D. B., Mahmood R. Z. FPGA-Based High-Performance Parallel Computing, 2014. - 232 p.

25. Ibada A. J. Design and Implementation of a Multicore Processor Using FPGA. Lap Lambert Academic Publishing, 2017. - 212 p.

26. Lindh L., Klevin T., Lindh M. Advanced HW/SW Embedded System for Designers 2017: IP Design, HW Architectures and FPGA System on Chip. Independently published, 2017. - 190 p.

27. Haskell R. E., Hanna D. M. Digital Design Using Digilent FPGA Boards: Verilog // Vivado Edition. LBE Books, 2019. - 372 p.

28. Ledin J. Architecting High-Performance Embedded Systems: Design and build high-performance real-time digital systems based on FPGAs and custom circuits. Packt Publishing, 2021. - 376 p.

29. Bailey D. G. Image Processing Using FPGAs. MDPI AG, 2019. - 204 p.

30. Barkalov A., Titarenko L., Mielcarek K., Chmielewski S. Logic Synthesis for FPGA-Based Control Units: Structural Decomposition in Logic Design. Springer, 2021. - 263 p.

31. Цифровой синтез: практический курс / Под общ. ред.: Романов А., Панчул Ю. М.: ДМК Пресс, 2020. - 968 с.

32. Бибило П. Н., Авдеева Н. А. Эффективное использование при проектировании цифровых систем. Солон-Пресс, 2006. - 344 c.

33. Тарасов И. Е. ПЛИС Xilinx. Языки описания аппаратуры VHDL и Verilog, САПР, приемы проектирования. Горячая линия - Телеком, 2022. - 538 с.

34. Zapka W. Handbook of industrial inkjet printing a full system approach. John Wiley & Sons, 2021. - 1872 p.

35. Hoath S. D. Fundamentals of Inkjet Printing: The Science of Inkjet and Droplets. Wiley, 2016. - 472 p.

36. Liu J., Li Z., Liu Z., et al. The Design of Digital Inkjet Printing Control System Based on FPGA. 4th International Conference on Information Science, Parallel and Distributed Systems. - 2023. - P. 206-210. DOI: 10.1109/ISPDS58840.2023.10235632.

37. Shah M. A., Lee D.-G., Lee B.-Y., et al. Classifications and Applications of Inkjet Printing Technology: A Review // IEEE Access. - 2021. - Vol. 9. -P. 140079-140102. DOI: 10.1109/ACCESS.2021.3119219

38. A Guide to Industrial Inkjet. Issue 2. XAAR, 2012. - 88 p.

39. Piknevych S., Repeta V. Research of the relief images forming process on the imprints by means of screen UV-varnishes. Journal of Graphic Engineering and design 5.1. - 2014. - P. 13-16. DOI: 10.24867/JGED-2014-1-013.

40. Kasikovic N., Stancic M., Majnaric I., et al. UV ink-jet printed braille: a review on the state of the art // Pigment & Resin Technology. - 2021. - Vol. 50(2). -P. 93-103. DOI: 10.1108/PRT-03-2020-0022.

41. Zhao D., Zhou H., Wang Y., et al. Drop-on-demand (DOD) inkjet dynamics of printing viscoelastic conductive ink // Additive Manufacturing. - 2021. -Vol. 48(B). DOI: 10.1016/J.ADDMA.2021.102451.

42. Liou J.-C., Tseng F.-G. Reduced 30 % scanning time 3D multiplexer integrated circuit applied to large array format 20 kHz frequency inkjet print heads. DTIP-2008. DOI: 10.48550/ARXIV.0802.3079.

43. Liu Y., Derby B. Experimental study of the parameters for stable drop-on-demand inkjet performance // Physics of Fluids. - 2019. - Vol. 31(3). -Art. No. 032004. DOI: 10.1063/1.5085868.

44. Zhang Y., Hu G., Liu Y., et al. Suppression and Utilization of Satellite Droplets for Inkjet Printing: A Review // Processes. - 2022. - Vol. 10(5). -Art. No. 932. DOI: 10.3390/PR10050932.

45. Kang S.-H., Kim S., Sohn D.-K., et al. Analysis of drop-on-demand piezo inkjet performance // Physics of Fluids. - 2020. - Vol. 32(2). - Art. No. 022007. DOI: 10.1063/1.5142023.

46. Wijshoff H. Drop dynamics in the inkjet printing process // Current Opinion in Colloid & Interface Science. - 2018. - Vol. 36. - P. 20-27. DOI: 10.1016/J.COCIS.2017.11.004.

47. Miettinen J., Pekkanen V., Kaija K., et al. Inkjet Printed System in package Design and Manufacturing // Microelectonics J. - 2008. - Vol. 39(12). - P. 170750. DOI: 10.1016/J.MEJO.2008.02.014.

48. Shin D. Y., Grassia P., Derby B. Analysis of Drop-on-Demand Ink Jet Print Head for Rapid Prototyping // Materials Research Society Symposium. - 2003. -Vol. 1(698). - P. 315-320. DOI: 10.1557/PROC-698-Q4.5.1.

49. Popov M. A., Shishova M. S., Romanov A. Y. USB 3.0 Based Heterogeneous Data High-Speed Transfer Subsystem // International Ural Conference on

Electrical Power Engineering. - 2023. - P. 200-204. DOI: 10.1109/UralCon59258.2023.10291116.

50. Popov M., Shishova M., Romanov A. Method for High-Speed Fiber Optic Data Transfer Channel Development Using Spartan-6 Transceivers. International Russian Automation Conference. - 2023. - P. 182-186. DOI: 10.1109/RUSAUT0C0N58002.2023.10272807.

51. Popov M., Orlova K., Romanov A. Implementation of Ultra High Definition Video Output with Zynq-7000 for CNC Machines and Industrial Equipment // International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing. - 2023. - P. 692-696. DOI: 10.1109/ICIEAM57311.2023.10139201.

52. Popov M., Romanov A. Method of the simultaneous multi-axis motor control for actuator's positioning. // Proceedings of the 9th International Congress on Information and Communication Technology. - 2024. - Vol. 1013. - P. 341-350. DOI: 10.1007/978-981-97-3559-4.

53. Popov M. The Architectures, Methods and Approaches for an Industrial Image-to-Media Inkjet Transfer System // 27th International Conference on Digital Signal Processing and its Applications (DSPA). - 2025. - P. 1-6. DOI: 10.1109/DSPA64310.2025.10977915.

54. Popov M., Romanov A. The novel single-module communication subsystem architecture for industrial digital inkjet // International Journal of Reconfigurable and Embedded Systems. 2025. - In Press.

55. Попов М. А., Машковская М. С., Романов А. Ю. Применение Xilinx Kria как базового модуля встраиваемой системы управления для промышленного оборудования // Информационные технологии. - 2023. - №2(29). - С. 98-103. DOI: 10.17587/IT.29.98-103.

56. Bryans D. The Double Invention of Printing // Journal of Design History. -2000. - Vol. 13(4). - P. 287-300. DOI: 10.1093/JDH/13.4.287.

57. Low De Vinne T. The Invention of Printing. Cornell University Library, 2009. - 572 p.

58. Hargrave J. Disruptive Technological History: Papermaking to Digital Printing // Journal of Scholarly Publishing. - 2013. - Vol. 44(3). P. 221-236. DOI: 10.3138/JSP.44.3.00.

59. Wilhelm H. A 15-Year History of Digital Printing Technology and Print Permanence in the Evolution of Digital Fine Art Photography - From 1991 to 2006 // Proceedings of IS&T International Conference on Digital Printing Technologies. - 2006. - P. 308-315. DOI: 10.2352/ISSN.2169-4451.2006.22.1.ARTt00078_1.

60. KIP Wideformat. Официальный сайт. [Электронный реcурс] - Режим доступа: https://www.kip.com.

61. Hellmuth N. Brief History of the Development of UV-Cured Inkjet Printing // FLAAR Reports. - 2008. - Vol. 4. - P. 1-18.

62. Wang L., Fu H., Zhang Z., et al. Development of high-frequency and high-viscosity piezoelectric DOD print head and its jet performance // Sensors and Actuators A: Physical. - 2022. - Vol. 337. - Art. No. 113409. DOI: 10.1016/J.SNA.2022.113409.

63. Dijksman J. F. Design of Piezo Inkjet Print Heads: From Acoustics to Applications. John Wiley & Sons, 2019. - 472 p.

64. Hutchings I. M., Martin G. D. Inkjet Technology for Digital Fabrication. John Wiley & Sons, 2019. - 372 p.

65. Lu Q., Zhang C., Huang B., et al. Study on the Application of UV Ink in Printing Manufacturing //Advances in Graphic Communication, Printing and Packaging Technology and Materials. Lecture Notes in Electrical Engineering. -2021. - Vol. 754. - P. 629-636. DOI: 10.1007/978-981-16-0503-1_90.

66. Perfecta Print, Inc. Официальный сайт. [Электронный реcурс] - Режим доступа: https: //www. perfectaprint. com. br.

67. Zund. Swiss Cutting Sytems. Официальный сайт. [Электронный реcурс] -Режим доступа: https://www.zund.com.

68. Sericol. Официальный сайт. [Электронный реcурс] - Режим доступа: https://www.sericol.com.

69. Vicente C. M. S., Sardinha M., Reis L., et al. Large-format additive manufacturing of polymer extrusion-based deposition systems: review and applications // Progress in Additive Manufacturing. - 2023. - Vol. 8. - P. 12571280. DOI: 10.1007/s40964-023-00397-9.

70. Horvath C., Koltai L., Manurova K. Prospects for the future of commercial printing // 10th International Symposium on Graphic Engineering and Design. -2020. - P. 413-420. DOI: 10.24867/GRID-2020-P46.

71. Wagaye B. T., Kumelachew D. M., Adamu B. F. Digital image design and creation of printed images on textile fabrics // Digital Textile Printing Science, Technology and Markets. - 2023. - P. 73-91. - DOI: 10.1016/B978-0-443-15414-0.00011-X.

72. Wang H, M., Chen G. X., Zhang W. B. 3D Printing of Topographic Map Based on UV Ink-Jet Printer // Scientific Net. - 2013. - Vol. 469. - P. 309-312. DOI: 10.4028/WWW.SCIENTIFIC.NET/AMM.469.309.

73. You M., Lin M., Wang S. Three-dimensional quick response code based on inkjet printing of upconversion fluorescent nanoparticles for drug anti-counterfeiting // Nanoscale. - 2016. - Vol. 8(19). - P. 10096-10104. DOI: 10.1039/C6NR01353H.

74. Shah M. A., Lee D.-G., Lee B.-Y., et al. Classifications and Applications of Inkjet Printing Technology: A Review // IEEE Access. - 2021. - Vol. 9. -P. 140079-140102. DOI: 10.1109/ACCESS.2021.3119219.

75. Oloidi W., Ewona I. O., Fakorede D. O. Design and development of a hybrid flat-bed relief printmaking machine - A review // World Journal of Advanced Research and Reviews. - 2022. - Vol. 13(01). - P. 552-555. DOI: 10.30574/WJARR.2022.13.1.0068.

76. Xu J. Comparison and Application of FPGA and ASIC in Digital System Design // Proceedings of the International Conference on Decision Science & Management (ICDSM '24). - 2024. - P. 216-220. DOI: 10.1145/3686081.3686117.

77. Puzjak M. High-performance inkjet printing machine maintenance. Master's thesis: University of Zagreb, Croatia, 2021.

78. Mashayekhi M., Conde A., Nga Ng T., et al. Inkjet Printing Design Rules Formalization and Improvement // Journal of Display Technology. - 2015. -Vol. 11. - P. 658-665.

79. Ford S. J., Routley M. J., Phaal R., et al. The industrial emergence of commercial inkjet printing // European Journal of Innovation Management. - 2014. - Vol. 17(2). - P. 126-143. DOI: 10.1108/EJIM-01-2013-0002.

80. Kim H.-S., Suh J. Roll-to-roll printing // Electronic and Optical Materials, Smart and Connected Wearable Electronics. - 2024. - P. 123-152. DOI: 10.1016/B978-0-323-99147-6.00008-9.

81. Hao X., Zhan'an L., Yunpeng L. Lu L., et al. FPGA based high speed data transmission with optical fiber in trigger system of BESIII // IEEE Nuclear Science Symposium Conference Record. - 2007. - P. 818-821. DOI: 10.1109/NSSMIC.2007.4436453.

82. 10-MHz to 66-MHz, 10:1 LVDS Serializer/Deserializer. Texas Instruments. 2009. - 33 p.

83. Spartan-6 FPGA Memory Controller. User Guide. UG388 (V2.3). Xilinx, 2010. - 66 p.

84. External Memory Interface Handbook Volume 1: Intel FPGA Memory Solution Introduction and Design Flow. For UniPHY-based Device Families. 710283 (V17.0). Intel, 2023. - 34 p.

85. Micron Technology, Inc. Official Site. [Электронный реcурс] - Режим доступа: https://www.micron.com.

86. Samsung Electronics Co., Ltd. Official Site. [Электронный реcурс] - Режим доступа: https://www.samsung.com.

87. Integrated Silicon Solution Inc. Official Site. [Электронный реcурс] - Режим доступа: https://www.issi.com.

88. STM32F101xx, STM32F102xx, STM32F103xx, STM32F105xx and STM32F107xx advanced Arm®-based 32-bit MCUs. Reference Manual. RM0008 (Rev. 21). ST Microelectronics, 2021. -1136 p.

89. SAM4S Series. Atmel SMART ARM-based Flash MCU. Datasheet (Rev. 11100K). Atmel, 2015. - 1269 p.

90. SiM3U1xx. High-Performance, Low-Power, 32-Bit Precision32 USB MCU Family with up to 256 kB of Flash (Rev. 1.1). Silicon Laboratories, 2021. - 93 p.

91. CY7C68013A/CY7C68014A/CY7C68015A/CY7C68016A, EZ-USB FX2LP USB Microcontroller High-Speed USB Peripheral Controller. 8-08032 (Rev. AD). Infineon Technologies, 2021. - 75 p.

92. USB3320. Highly Integrated Full Featured Hi-Speed USB 2.0 ULPI Transceiver. DS00001792E. Microchip, 2016. - 71 p.

93. LogiCORE IP AXI Universal Serial Bus 2.0 Device. Product Specification. DS785 (V3.02a). Xilinx, 2012. - 44 p.

94. USB 2.0 Device IP Core. Product Overview (V1.3). ACISC.WS, 2005.

95. Infineon Technologies AG. Official Site. [Электронный pecypc] - Режим доступа: https://www.infineon.com.

96. AM243x Sitara Microcontrollers. Advance Information. SPRSP65C. Texas Instruments, 2022. - 242 p.

97. USB3.0 (Device) IP Protocol & Link Layer Core (Rev 1.4E). Design Gateway, 2015. - 18 p.

98. Kidav J. U., Sreejeesh S. G., Navin Kumar W. An FPGA Implementation of Gigabit Ethernet Data Transfer Scheme for Ultrasound Imaging // Proceedings of the NIELIT's International Conference on Communication, Electronics and Digital Technology. Lecture Notes in Networks and Systems. - 2023. - Vol. 676. -P. 321-334. DOI: 10.1007/978-981-99-1699-3_21.

99. Zhang W., Wei Z., He X., et al. The design of high speed image acquisition system over Gigabit Ethernet // Proceedings of IEEE International Conference on Wireless Communications, Networking and Information Security. - 2010. -P. 111-115. DOI: 10.1109/WCINS.2010.5541900.

100. Zaheer M., Khan A. M. Implementation of Ethernet Data Transfer on FPGA // Proceedings of Integrated Intelligence Enable Networks and Computing. Algorithms for Intelligent Systems. - 2021. - Vol. 1. - P. 131-141. DOI: 10.1007/978-981-33-6307-6_14.

101. Hassooni M. N., Abdul-Aziz S. N. High-Performance Computing Environment for Network Performance Analysis // International Journal of Computing and Mathematics. - 2024. - Vol. 1(2). - P. 22-28.

102. Romana I., Nama G. F., Septama H. D. Performance Analysis of Gigabit Ethernet Local Area Network (LAN) Universitas Lampung // Jurnal Informatika Dan Teknik Elektro Terapan. - 2021. - Vol. 9(1). - P. 1-9. DOI: 10.23960/JITET.V9I1.2257.

103. Kao Y.-C., Chen H.-A., Ma H.-P. An FPGA-Based High-Frequency Trading System for 10 Gigabit Ethernet with a Latency of 433 ns // International Symposium on VLSI Design, Automation and Test. - 2022. - Vol. 1. - P. 1-4. DOI: 10.1109/VLSI-DAT54769.2022.9768065.

104. Rodriguez-Perez A., Perez de Aranda R., Prefasi E. Toward the Multi-Gigabit Ethernet for the Automotive Industry // Fiber and Integrated Optics. - 2021. -Vol. 40(1). - P. 1-13. DOI: 10.1080/01468030.2021.1916695.

105. Kumelachew D. M., Wagaye B. T., Adamu B. F. Digital textile printing innovations and the future // Digital Textile Printing. - 2023. - P. 241-259. DOI: 10.1016/B978-0-443-15414-0.00006-6.

106. Universal Serial Bus 3.0 Specification (V1.2), Hewlett-Packard, Intel, Microsoft, NEC, ST-NXP, Texas Instruments, 2015. - 482 p.

107. Li Y., Song K., Zhong K., et al. Design of High-Speed Data Transmission System Based on USB 3.0 // IEEE Transactions on Nuclear Science. - 2023. -Vol. 70(6). - P. 1090-1095. DOI: 10.1109/TNS.2023.3240542.

108. Su C.-Y., Chen C.-A., Chen S.-L. USB 3.0 Using FPGA Optimization for 8b/10b Encoder/Decoder // International Symposium on Intelligent Signal Processing and Communication Systems (ISPACS). - 2021. - Vol. 1. - P. 1-2. DOI: 10.1109/ISPACS51563.2021.9650993.

109. Li H., Xiao Y. Design of high-quality image acquisition system based on FPGA and USB 3.0 // IET Conference Proceedings. - 2023. - Vol. 30. - P. 43-49. DOI: 10.1049/ICP.2023.3282.

110. Sampaio T. M. High Speed Ethernet to USB Interface for Embedded System Communication. Master's thesis: Aalto University School of Electrical Engineering, Finland, 2023.

111. Essbuchl J. Interface using fast USB for characterization of SPADs. Master's thesis: Vienna University of Technology, Austria, 2024.

112. Mizutani K., Yamaguchi H., Urino Y., et al. OPTWEB: A Lightweight Fully Connected Inter-FPGA Network for Efficient Collectives // IEEE Transactions on Computers. - 2021 - Vol. 70(6). - P. 849-862. DOI: 10.1109/TC.2021.3068715.

113. Wadeyar A. R., Rasheed A. I., Roy U. M. Design and Simulation of Optical Fiber Communication Link by Ethernet Protocol using FPGA // International Conference for Emerging Technology (INCET). - 2021. P. 1-5. DOI: 10.1109/INCET51464.2021.9456129.

114. Wang X. Research On FPGA-based High-speed Data Optical Fiber Transmission // Journal of Physics: Conference Series. - 2022. - Vol. 2209. -Art. No. 01232. DOI: 10.1088/1742-6596/2209/1/012032.

115. Qu Z., Wang Y., Zhang X., et al. Design of Ultra High Speed Data Transmission Interface for Remote Sensing Satellite Based on Fiber Optic Interface // Signal and Information Processing, Networking and Computers. ICSINC 2023. Lecture Notes in Electrical Engineering. - 2024. - Vol. 1187. -P. 66-75. DOI: 10.1007/978-981-97-2120-7_9.

116. Zhu L., Lu J. Research on test methods for high-speed transmission cables // Proceedings of Fifth International Conference on Telecommunications, Optics, and Computer Science. - 2024. - Vol. 1. - Art. No. 1362925. DOI: 10.1117/12.3067988.

117. Schierlmann D., Rossland E., Vincent W. Design and Qualification of Twelve

Meter Spacewire Flexible PCB Backplane for a Space Robotics Servicer //

International SpaceWire & SpaceFibre Conference. - 2022. - Vol. 1. - P. 01-04.

159

118. Chen K., Xiao B., Liu X. et al. Research on Multiple-Axis Contour Error Suppression Method Based on Composite Layered Control // Applied Sciences. -2023. - Vol. 13(23). - Art. No. 12836. DOI: 10.3390/APP132312836.

119. Jiang J., Li B., Dong Q., et al. Contour error dynamic analysis and predictive control for multi-axis motion system // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. - 2023. - Vol. 126. - P. 5501-5514. DOI: 10.1007/S00170-023-11415-Z.

120. Ren W., Yu K., Zhang L., et al. Development and Application of a Novel High Precision Six-Axis Force/Torque Sensor // IEEE Access. - 2024. - Vol. 12. -P. 104585-104598. DOI: 10.1109/ACCESS.2024.3435467.

121. Atsumi T., Yabui S., Okuyama A., et al Loop-Shaping Method with Unstable Poles for Magnetic-Head Positioning Control in Hard Disk Drive // IEEE International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics (AIM). - 2024. -P. 818-823. DOI: 10.1109/AIM55361.2024.10637224.

122. Yabui S., Atsumi T. Design Strategy of Head Positioning Control System of HDD based on Amplitude Spectrum // IEEE 17th International Conference on Advanced Motion Control (AMC). - 2022. - P. 88-93. DOI: 10.1109/AMC51637.2022.9729285.

123. Onyekwelu C., Nwabueze C., Muoghalu C., et al. Model Reference Adaptive Control Based PID Controller for Hard Disk Drive Read/Write Head Servo Posistioning System // International Journal of Academic Multidisciplinary Research. - 2023. - Vol. 7. - P. 135-144.

124. Van der Pol A. F. Towards Model Driven Engineering for Carriage Motion. Master's thesis: Eindhoven University of Technology, Holland. 2022.

125. Chen T., Qi Y., Dong L., et al. Structure and Control Strategy Design of Wide-Format Ink-Jet Printing Machine // Interdisciplinary Research for Printing and Packaging. Lecture Notes in Electrical Engineering. - 2022. - Vol. 896. -P. 306-315. DOI: 10.1007/978-981-19-1673-1_46.

126. Chan B. Study on Communication Protocols Modbus and CAN Bus. Master's thesis: Metropolia University of Applied Sciences, Finland, 2023.

127. Chen W., Hong C., Wen X., et al. Controller Area Network (CAN) Bus Transceiver with Enhanced Rail Converter // IEEE 67th International Midwest Symposium on Circuits and Systems (MWSCAS). - 2024. - P. 64-67. DOI: 10.1109/MWSCAS60917.2024.10658700.

128. Gong H., Li J., Wen Ni R. The Data Acquisition and Control System Based on IoT-CAN Bus // Intelligent Automation & Soft Computing. - 2021. -Vol. 20(3). - P. 1049-1062. DOI: 10.32604/iasc.2021.019730.

129. Zhang P., Gao Q., Yu K., et al. Investigation on the Temperature Control Accuracy of a Print Head for Extrusion 3D Printing and Its Improved Design // Biomedicines. - 2022. - Vol. 10(6). - Art. No. 1233. DOI: 10.3390/BI0MEDICINES10061233.

130. Garciamendez-Mijares C. E., Guerra-Alvarez G. E., Sanchez-Salazar M. G., et al. Development of an affordable extrusion 3D bioprinter equipped with a temperature controlled printhead // International

Journal of Bioprinting. - 2023. - Vol. 10(10). - P. 1-14. DOI: 10.36922/IJB.0244.

131. Hauk R. Development of an inkjet printer for electrolyte layers of oxygen ion batteries. Diploma Thesis: Vienna University of Technology, Austria, 2024. DOI: 10.34726/HSS.2024.116604.

132. Shunqi M., Qiao X., Zhiming Z., et al. The control system and data transferring format of digital printing device // The 2nd International Conference on Industrial Mechatronics and Automation. - 2010. - P. 549-552. DOI: 10.1109/ICINDMA.2010.5538247.

133. Sibade C., Perroton L., Akil M. Compressed-domain processing for wide-format printing application // 25th international Congress on High-Speed photography and Photonics. - 2003. - Vol. 4948. - P. 230-235. DOI: 10.1117/12.516725.

134. Kyocera's Inkjet Printheads: Promoting Digital Printing. [Электронный pecypc] - Режим доступа: https://global.kyocera.com/prdct/inkjet-printheads.

135. Usai R. MAS+ Technology and the Future of Digital Textile // Journal of the Imaging Society of Japan. - 2024. - Vol. 63(1). - P. 88-93. DOI: 10.11370/isj.63.88.

136. Liu J., Li Z., Liu Z., et al. The Design of Digital Inkjet Printing Control System Based on FPGA // 4th International Conference on Information Science, Parallel and Distributed Systems (ISPDS). - 2023. - P. 206-210. DOI: 10.1109/ISPDS58840.2023.10235632.

137. Yeli L., Likun L., Binbin Y. The design and implementation of high-speed data interface based on Ink-jet printing system // Proceedings of the International Symposium on Computers & Informatics. - 2015. - Vol. 1. - P. 1725-1732. DOI: 10.2991/isci-15.2015.230.

138. Cao Y. Y., Gong H. Q., Jin J. Y., et al. The Study of Wide-Format Digital Inkjet Printers' Carriage Control Method with Double-Carriage // Applied Mechanics and Materials. - 2015. - Vol. 741. - P. 749-756. DOI: 10.4028/WWW.SCIENTIFIC.NET/AMM.741.749.

139. Wen H., Li F., Zhou S. Design and Implementation of FPGA-based highspeed Printing Printhead Controller // Proceedings of International Conference on Frontiers of Electronics, Information and Computation Technologies (ICFEICT). -2021. - Vol. 4. - P. 1-7. DOI: 10.1145/3474198.3478155.

140. Li C., Zheng L., Xiao Y. Application Research of 3D Printing Technology in Braille // Interdisciplinary Research for Printing and Packaging. Lecture Notes in Electrical Engineering. - 2022. - Vol. 896. - P. 207-213. DOI: 10.1007/978-981-19-1673-1_32.

141. Zaman A. Direct Printing on PET Bottle. Master's thesis: University of Applied Sciences, Vienna, Austria, 2021.

142. Giusti D., Costantini S., Brovelli S., et al. Inkjet Printhead // Silicon Sensors and Actuators. - 2022. - P. 603-649. DOI: 10.1007/978-3-030-80135-9_19.

143. Бигпринтер Цифровые Инновации. Официальный сайт. [Электронный реcурс] - Режим доступа: http://bigprinter.ru

144. Universal Serial Bus 3.2 Specification (Rev. 1.1), Apple Inc., Hewlett-Packard Inc., Intel Corp., Microsoft Corp., Renesas Corp., STMicroelectronics, Texas Instruments, 2022. - 569 p.

145. ISO 11898-1:2015. Road vehicles - Controller area network (CAN) (V2.0), ISO, 2015. - 65 p.

146. Boland H. M., Burgett M. I., Etienne A. J., Robert M. S. An Overview of CAN-BUS Development, Utilization, and Future Potential in Serial Network Messaging for Off-Road Mobile Equipment // Technology in Agriculture. - 2021. - Vol. 7. - P. 10-35. DOI: 10.5772/INTECHOPEN.98444.

147. Serial Peripheral Interface (SPI) Master. Datasheet. 001-72035 (Rev. *A), Infineon Technologies, 2011. - 38 p.

148. The I2C-bus Specification (V2.1). Philips Semiconductors, 2000. - 46 p.

149. RS-422 and RS-485 Standards Overview and System Configurations. Texas Instruments, 2010. - 25 p.

150. EZ-USB FX3 SuperSpeed USB 3.0 peripheral controller. Datasheet. 001-52136 (Rev. *Y), Infineon Technologies, 2022. - 82 p.

151. Nallani P., Reddy T. V. FPGA Implementation of Low Power Serial to High Speed Data Networks // International Journal on Recent and Innovation Trends in Computing and Communication. - 2014. - Vol. 2(8). - P. 2377-2383.

152. Melo R. A., Valinoti B. Serial QDR LVDS High-Speed ADCs on Xilinx Series 7 FPGAs // X Southern Conference on Programmable Logic. - 2019. -P. 25-30. DOI: 10.1109/SPL.2019.8714369.

153. Bhardwaj V., Kaur A., Ramkumar K. R., et al. Design of an Energy Efficient Serial Communication Device using FPGA // International Conference on Disruptive Technologies. - 2023. - P. 386-389. DOI: 10.1109/ICDT57929.2023.10151141.

154. Smid P. CNC Control Setup for Milling and Turning. Industrial Press, Inc., 2010. - 300 p.

155. Anderson G. D. Motion Control for CNC & Robotics. CreateSpace Independent Publishing Platform, Inc., 2016. - 62 p.

156. Linear speed control of stepper motor. AVR446. Atmel, 2006. - 15 p.

157. Zunin V. V., Romanova I. I. Development and Implementation of Synchronous Control of Stepper Motors with Acceleration // Proc. International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing. - 2021. -P. 509-514. DOI: 10.1109/ICIEAM51226.2021.9446316.

158. Athany V. V. Stepper Motors: Fundamentals, Applications and Design. New Delhi: The New Age, 1997. - 201 p.

159. DM860 Fully Digital Stepper Drive Manual (V1.0). Leadshine, 2010. - 13 p.

160. Avalon Interface Specifications (V1.2), Altera, 2009. - 66 p.

161. Eeckhaut H., Christiaens M., Faes P., Stroobandt D. Improving External Memory Access for Avalon Systems on Programmable Chips // International Conference on Field Programmable Logic and Applications. - 2007. - P. 311-316. DOI: 10.1109/FPL.2007.4380665.

162. AXI Reference Guide. UG1037 (V4.0). Xilinx, 2017. - 175 p.

163. Benevenuti F., Kastensmidt F. L. Reliability evaluation on interfacing with AXI and AXI-S on Xilinx Zynq-7000 AP-SoC // IEEE 19th Latin-American Test Symposium. - 2018. - P. 1-6. DOI: 10.1109/LATW.2018.8347233.

164. Zynq-7000 SoC. Product Selection Guide. XMP097 (v1.3.2). AMD-Xilinx, Inc., 2019. - 11 p.

165. Xu X., Xuecheng D., Bo Z., et al. Analysis of the impact on soft error in AXI CDMA based on Xilinx Zynq-7000 FPGA // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. - 2022. - Vol. 1037. - Art. No. 166913. DOI: 10.1016/J.NIMA.2022.166913.

166. Zynq UltraScale+ MPSoC. Product Tables and Product Selection Guide. XMP104 (V2.6). AMD Xilinx, Inc., 2022. - 9 p.

167. Chaix F., Ioannou A., Kossifidis N., et al. Implementation and Impact of an Ultra-Compact Multi-FPGA Board for Large System Prototyping // IEEE/ACM International Workshop on Heterogeneous High-performance Reconfigurable Computing. - 2019. - P. 34-41. DOI: 10.1109/H2RC49586.2019.00010.

168. Cyclone V SE SoC FPGA [Электронный реcурс] - Режим доступа: https://ark.intel.com/content/www/ru/ru/ark/products/series/141581/cyclo ne-v-se-soc-fpga.html.

169. Oliveira V. J. S., Santos E. F., Cajado W. R., et. al. A Digitally Controlled Delay Generator Implemented with Cyclone V FPGA Using Timing Analysis // Proceedings of the 8th Brazilian Technology Symposium. - 2022. - Vol. 353. -P. 45-53. DOI: 10.1007/978-3-031-31007-2_4.

170. Cypress CyUsb3.sys Programmer's Reference. Infineon, 2018. - 65 p.

171. Wustner P., Erven A., Jokhovets L., et al. The use of USB 3.0 for fast data transfer in a PET detector // 19th IEEE-NPSS Real Time Conference. - 2014. -P. 1-2. DOI: 10.1109/RTC.2014.7097559.

172. USB5744. 4-Port SS/HS USB Controller Hub. Datasheet DS00001855J. Microchip, 2020. - 51 p.

173. STDP4320. DisplayPort 1.2a splitter. Datasheet (Rev. A). MegaChips, 2016. - 39 p.

174. Tule Embedded Product - FPGA. [Электронный реcурс] - Режим доступа: https://www.tulembedded.com/FPGA.

175. System-on-Modules - FPGA Boards. [Электронный реcурс] - Режим доступа: https://www.enclustra.com/en/ products/system-on-chip-modules.

176. Trenz Electronic Programmable Logic. [Электронный реcурс] - Режим доступа: https://shop.trenz-electronic.de/en/Products/ Programmable-Logic.

177. Mauch S., Reger J. Real-Time Spot Detection and Ordering for a Shack-Hartmann Wavefront Sensor with a Low-Cost FPGA // IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement. - 2014. - Vol. 63(10). - P. 2379-2386. DOI: 10.1109/TIM.2014.2310616.

178. Alinx Zynq UltraScale+ MPSoC. [Электронный реcурс] - Режим доступа: https://www.en.alinx.com/Product/SoC-System-on-Modules/Zynq-UltraScale-plus-MPSoC.html.

179. Cheng K. Implementation of High Resolution Digital Pulse Width Modulator Based on FPGA // IEEE International Conference on Signal, Information and Data Processing. - 2019. - P. 1-5. DOI: 10.1109/ICSIDP47821.2019.9173484.

180. Kria K26 SOM Data Sheet. DS987 (v1.2). AMD-Xilinx, 2022. - 51 p.

181. Тарасов И. Е. Системы на модуле Kria компании Xilinx // Компоненты и технологии. - 2021. - Vol. 6. - P. 80-84.

182. Tian F., Li J., Sun X., et al. Design and Implementation of USB 3.0 Data Transmission System based on FPGA // Proceedings of the 3rd International Conference on Computer Engineering, Information Science & Application Technology. - 2019. - P. 88-94. DOI: 10.2991/ICCIA-19.2019.13.

183. Hyde J. SuperSpeed Device Design by Example. CreateSpace Independent Publishing Platform, 2014. - 300 p.

184. Кечиев Л. Н. Печатные платы и узлы гигабитной электроники. М.: Грифон, 2017. - 424 с.

185. Bhulania P., Chitransh Y., Sharma K., et al. Optimization of Physical Layer Modules of USB 3.0 Using FPGA // 4th International Conference on Electronics, Communication and Aerospace Technology. - 2020. - P. 345-349. DOI: 10.1109/ICECA49313.2020.9297526.

186. Anderson D. USB 3.0 Technology. Mindshare, Inc., 2013. - 157 p.

187. Huang J., Wang Y. Research and Application of High-Speed and Adjustable Synchronous Data Transfer System Based on USB 3.0 Peripheral Controller // Journal of Circuits, Systems and Computers. - 2021. - Vol. 30(7). -Art. No. 2150118. DOI: 10.1142/S0218126621501188.

188. Molanes R. F., Rodríguez-Andina J., Farina J. J. Performance Characterization and Design Guidelines for Efficient Processor - FPGA Communication in Cyclone V FPSoCs // IEEE Transactions on Industrial Electronics. - 2018. - Vol. 65(5). - P. 4368-4377. DOI: 10.1109/TIE.2017.2766581.

189. Plattner M., Fassi C. Payload Computer based on PolarFire SoC // European Data Handling & Data Processing Conference. - 2023. - P. 1-3. DOI: 10.23919/EDHPC59100.2023.10396032.

190. Sheynin Yu, Shutenko F. Suvorova E., et al. High-rate serial interconnections for embedded and distributed systems with power and resource constraints // SPIE Defense and Security Symposium. - 2008. - Vol. 6983. - Art. No. 69830I. DOI: 10.1117/12.786883.

191. Shin S., Choi S., Lee E., et al. Implementation of Aurora Interface using SFP+ Transceiver // 19th International SoC Design Conference. - 2022. - P. 350-351. DOI: 10.1109/ISOCC56007.2022.10031528.

192. LogiCORE IP Spartan-6 FPGA GTP Transceiver Wizard. Getting Started Guide. UG546 (V1.9). Xilinx, 2011. - 47 p.

193. Feng T. Data transmission in clock domain crossing and data reconfiguration based on asynchronous FIFO. Master's thesis: Nanyang Technological University, Singapore, 2020.

194. Pandit K. B., Karbari S. R. Clock Domain Crossing - Design, Verification and Sign-Off // Proceeding of Fifth International Conference on Microelectronics, Computing and Communication Systems. Lecture Notes in Electrical Engineering.

- 2021. - Vol. 748. - P. 627-649. DOI: 10.1007/978-981-16-0275-7_51.

195. Zhou M., Zhu E., Wang S., Wang Z. A 6.25 Gb/s Decision Feedback Equalizer used in SerDes for High-speed Backplane Communications // International Conference on Microwave and Millimeter Wave Technology. - 2007.

- P. 1-4. DOI: 10.1109/ICMMT.2007.381426.

196. Rubattu C., Ledda A., Ratto F., et al. FPGA-based Implementation for Industrial Motion Control System // IEEE International Parallel and Distributed Processing Symposium Workshops. - 2024. - P. 141-147. DOI: 10.1109/IPDPSW63119.2024.00039.

197. Chen Z., Gao X., Wang A., et al. An Online Open-Loop S-Curve Velocity Profile Control Method for Stepping Motors on FPGA // IEEE Transactions on

Industrial Electronics. - 2024. - Vol. 71(12). - P. 16452-16462. DOI: 10.1109/TIE.2024.3390686.

198. Ho C.-H., Hwang J.-C. Design of Small Permanent-Magnet Linear Motors and Drivers for Automation Applications with S-Curve Motion Trajectory Control and Solutions for End Effects and Cogging Force // Energies. - 2024. -Vol. 17(22). - Art. No. 5719. DOI: 10.3390/EN17225719.

199. MicroBlaze Micro Controller System. PG116 (V3.0). AMD-Xilinx, Inc., 2021. - 47 p.

200. Lysecky R., Vahid F. Design and implementation of a MicroBlaze-based warp processor // ACM Trans. Embed. Comput. Syst. - 2009. - Vol. 8(3). - P. 122. DOI: 10.1145/1509288.1509294.

201. Waterman A., Asanovi K., The RISC-V Instruction Set Manual. RISC-V Foundation, 2019. - 236 p.

202. Барков Е. С., Переверзев А. Л., Силантьев А. М. Высокопроизводительный софт-процессор для встраиваемых систем на основе ПЛИС // Проблемы разработки микро- и наноэлектронных систем. -2022. - №4. - С. 130-135. DOI: 10.31114/2078-7707-2022-4-130-135.

203. MIPS Architecture for Programmers Volume I-A: Introduction to the MIPS32 Architecture MD00082 (Rev. 6.01). MIPS. 2014. - 146 p.

204. Kabir M. T., Bari M. T. Haque A. L. ViSiMIPS: Visual simulator of MIPS32 pipelined processor // 6th International Conference on Computer Science & Education. - 2011. - P. 788-793. DOI: 10.1109/ICCSE.2011.6028756.

205. Шагурин И. И., Шалтырев В. А. Создание «систем на кристалле» на основе ПЛИС с использованием синтезируемых процессорных ядер // Сборник научных трудов «Проблемы разработки перспективных радиоэлектронных систем» ИППМ РАН. - 2006. - С. 382-385.

206. PetaLinux Tools Documentation: Reference Guide. UG1144 (V2023.2), Xilinx, 2023. - 306 p.

207. De Almeida T. B, Pedrino E. C., Fernandes M. M. Complex Morphological

Filtering for Serial, Parallel, GPU, SoC, PetaLinux and FPGA Execution // IEEE

168

Latin America Transactions. - 2020. - Vol. 18(10). - P. 1675-1682. DOI: 10.1109/TLA.2020.9387637.

208. X9319. Digitally Controlled Potentiometer (XDCP). FN8185. Rev. 3.00. Renesas, 2014. - 8 p.

209. Changying C. L., Qingcheng H., Dong Y., et al. The study of optical feature point imaging gray value automation control method with movement // Photonics Asia. - 2005. - Vol. 5632. - P. 296-303. DOI: 10.1117/12.576018.

210. Marwedel P. Embedded System Design. Embedded Systems Foundations of Cyber-Physical Systems, and the Internet of Things. Springer, 2021. - 433 p. DOI: 10.1007/978-3-030-60910-8.

211. Blaskovic K., Candrlic S., Jakupovic A. Systematic Review of Methodologies for the Development of Embedded Systems // International Journal of Advanced Computer Science and Applications. - 2021. - Vol. 12(1). - P. 410-420.

212. Spartan-3A FPGA Family: Data Sheet. DS529 (V2.1). Xilinx, 2018. - 132 p.

213. Aridhi E., Labidi K., Mami A. Modeling and Speed Control of a DC Motor Using an FPGA Circuit for a Small Robotic Prosthesis // Third International Conference on Signal, Control and Communication. - 2023. - P. 1-5. DOI: 10.1109/SCC59637.2023. 10527642.

214. 1.25 Gb/s PECL Single Mode Duplex Fibers Optical Transciever. A-Create. 2017. - 15 p.

215. Kria SOM Carrier Card. Design Guide. UG1091 (v1.2). AMD-Xilinx, 2022. -62 p.

216. Rubattu C., Ledda A., Ratto F., et al. FPGA-based Implementation for Industrial Motion Control System // IEEE International Parallel and Distributed Processing Symposium Workshops. - 2024. - P. 141-147. DOI: 10.1109/IPDPSW63119.2024.00039.

217. Zynq UltraScale+. Device Technical Reference Manual. UG1085 (V2.2). AMD-Xilinx, 2022. - 1214 p.

218. Kria KV260 Vision AI Starter Kit. User Guide. UG1089 (V1.1). AMD-Xilinx, 2022. - 29 p.

219. Boras M., Balen J., Vdovjak K. Performance Evaluation of Linux Operating Systems // International Conference on Smart Systems and Technologies. - 2020. -P. 115-120. DOI: 10.1109/SST49455.2020.9264055.

220. Tabassum M., Mathew K. Software evolution analysis of linux (Ubuntu) OS // International Conference on Computational Science and Technology. - 2014. -P. 1-7. DOI: 10.1109/ICCST.2014.7045194.

221. Kria K26 SOM: The Ideal Platform for Vision AI at the Edge. WP529 (V1.0). AMD-Xilinx, 2021. - 18 p.

222. Dinh T. P., Pham-Quoc C., Thinh T. N., et al. A flexible and efficient FPGA-based random forest architecture for IoT applications // Internet of Things. - 2023. - Vol. 22 - Art. No. 100813. DOI: 10.1016/J.IOT.2023.100813.

ПРИЛОЖЕНИЕ А. Дополнительные иллюстрации и фотоматериалы

Рис. А. 1 - Типичная конструкция планшетного ШФП

Рис. А.2 - Пример применения ШФП для печати изображений на носителе большой толщины и сложной (негладкой) структуры

Рис. А.3 - Типичная конструкция рулонного ШФП

Рис. А.4 - Типичная конструкция гибридного ШФП

Рис. А.5 - Конструкция системы Smart Nose

Рис. А.6 - Внешний вид датчиков системы Anticrash

Рис. А.7 - Размещение кабелей КНПД и КВПД в кабель-канале

Рис. А.8 - Модуль управления двигателями широкоформатного принтера

а) б)

Рис. А.10 - Расположение компонентов СУПЧ на ПП СУШФП:

а) МПГ; б) МУП

Рис. А.11 - Печатные платы ШФП на базе FPGA Spartan-ЭЛ и контроллера

USB 2.0 CY7C68013A

Рис. А.12 - Печатные модули СУШФП BPCS на базе FPGA Spartan-6, Spartan-7 и контроллера USB 3.0 CYUSB3014

Рис. А.13 - Главное окно ПО СУШФП, выполняемого на УПК

Рис. А.14 - Рулонный ШФП с шириной рабочего поля 3,2 м

Рис. А.15 - Планшетный ШФП с рабочим полем 2,7 х 1,3 м

Рис. А.16 - Рулонный ШФП с шириной рабочего поля 5 м

Рис. А.17 - Планшетный ШФП с рабочим полем 3,2 х 2,1 м

Рис. А.18 - Внешний вид однопроходного ШФП на базе ПГ КМ10241

а) б)

Рис. А.19 - Внешний вид печатных модулей СУШФП с архитектурой типа ОМСВК: а) ГМ с установленным модулем Кпа; б) ДПГ (в целях повышения детализации масштаб фотографий различен)

Рис. А.20 - Установка для проведения базовых функциональных тестов СУШФП с архитектурой типа ОМСВК

Рис. А.21 - Результат печати стандартного теста ПГ

Calibration Swatch [Profile Name - CalibrationSwatch onx][Page - 1] [Date/Time FDRP Diffusion) (Res: 1016x1440 dpi) (Type; 4 Color 1 Spot)] [Printer Settings: )

Рис. А.22 - Результат печати стандартного теста ПГ

ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Эволюция типов архитектур систем управления широкоформатными принтерами

Рис. Б.1 - Хронологическое изображение процесса эволюции СУШФП

ПРИЛОЖЕНИЕ В. Свидетельства о государственной регистрации программ ЭВМ

ПРИЛОЖЕНИЕ Г. Акты о внедрении

Утверждаю:

И. о. директора. Научный руководитель Московского института электроники и математики им А. Н. Тцхонова МИУ ВШЭ

. . II ЧАШ : гтКт

АКТ ВНЕДРЕНИЯ в учебный процесс Московского института электроники и математики им А. Н. Тихонова Национального исследовательского университета «Высшая школа экономики» результатов диссертационной работы Попов» Максима Александровича

«Система управления широкоформатным принтером»

Настоящий акт подтверждает, что основные результаты диссертационной работы Попова М. А. внедрены в учебный процесс департамента компьютерной инженерии МИЭМ НИУ ВШЭ при подготовке бакалавров по направлению 09.03.01 «Информатика и вычислительная техника» в рамках проектной деятельности студентов 2-4 курсов, а также при выполнении ВКР.

Внедрение результатов диссертационной работы Попова М. А. позволило использовать в проектной и научной деятельности студентов департамента компьютерной инженерии актуальные подходы и методики, применяемые в коммерческой разработке, дало возможность познакомить студентов с современной элементной базой и участвовать в решении реальных научно-прикладных задач промышленного предприятия.

Академический руководитель ОГ! «Информатика и вычислительная техника», доцент Московского институ та электроники и математики им А. Н. Тихонова НИУ ВШЭ