Prof. dr hab. inż. Kazimierz Wiatr

Studia na Wydziale Elektrotechniki, Automatyki i Elektroniki AGH ukończył w roku 1980 z wynikiem bardzo dobrym uzyskując dyplom mgra inż. elektronika o specjalności Aparatura elektroniczna. Jego praca magisterska była zatytułowana Wobulator dla pasma małych częstotliwości 100 Hz - 40 kHz.

Stopień doktora nauk technicznych w zakresie automatyki uzyskał w roku 1987 na podstawie rozprawy doktorskiej Analiza parametrów czasowych systemu mikroprocesorowego 8-bitowego do sterowania procesem dwustanowym w czasie rzeczywistym, którą obronił na Wydziale Elektrotechniki, Automatyki i Elektroniki AGH. Promotorem pracy był prof. dr hab. inż. Ryszard Tadeusiewicz.

Stopień doktora habilitowanego nauk technicznych w zakresie elektroniki (systemy wieloprocesorowe, układy programowalne, procesory specjalizowane) uzyskał w roku 1999 na Wydziale Elektrotechniki i Elektroniki Politechniki Łódzkiej na podstawie kolokwium i monografii habilitacyjnej Architektura potokowa specjalizowanych procesorów sprzętowych do wstępnego przetwarzania obrazów w systemach wizyjnych czasu rzeczywistego (Rozprawy-Monografie, Wydawnictwa AGH, nr 67, 1998).

Tytuł naukowy profesora otrzymał w roku 2002 na wniosek Rady Wydziału Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Elektroniki AGH, a jego nadanie poprzedziło wydanie książki Sprzętowe implementacje algorytmów przetwarzania obrazów w systemach wizyjnych czasu rzeczywistego, (Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne AGH, 2002).

W roku 1980 został zatrudniony w Instytucie Elektroniki AGH na stanowisku asystenta, a później starszego asystenta (po odbyciu 5 miesięcznego stażu przemysłowego w Dziale Badawczo-Rozwojowym w Krakowskich Zakładach Teleelektronicznych). W roku 1987 został adiunktem w Instytucie Elektroniki AGH, a w roku 2001 profesorem nadzwyczajnym.

W roku 2004 został mianowany przez Ministra Edukacji Narodowej na stanowisko profesora zwyczajnego na AGH, w zakresie elektroniczne systemy cyfrowe i układy programowalne.

Obecnie kieruje w Katedrze Elektroniki AGH badawczym Zespołem Rekonfigurowalnych Systemów Obliczeniowych i dydaktycznym Zespołem Systemów Cyfrowych.

Prof. dr hab. inż. Kazimierz Wiatr ma w swoim dorobku 143 publikacje naukowe (bez opracowań i wystąpień niepublikowanych oraz opinii i recenzji), w tym 45 samodzielnych i 98 współautorskich. Wiele z tych prac ukazało się w znaczących wydawnictwach między-narodowych:

IEEE Computer Society,
IEEE Press,
Springer Verlag,
Elsevier,
EURASIP Journal on Applied Signal Processing,
International Journal of Parallel and Distributed Systems and Networks,
Image Processing & Communications, An International Journal.

Wiele prac było prezentowanych na renomowanych konferencjach międzynarodowych:

IEEE International Conference on Information Technology: Coding and Computing, Nevada - USA,
IEEE International Symposium on Quality Electronic Design, San Jose - USA,
EUROMICRO International Symposium on Digital Systems Design, Architectures, Methods and Tools, Vasteras - Szwecja, Maastricht - Holandia, Warszawa - Polska,
EUROMICRO International Symposium on Multimedia and Telecommunications, Warszawa - Polska,
IEEE and EURASIP International Workshop on Nonlinear Signal and Image Processing, Baltimore - USA,
IEEE and EURASIP International Symposium on Image and Signal Processing and Analysis, Pula - Chorwacja,
International Conference on Parallel and Distributed Processing Techniques and Applications, Nevada - USA,
IEEE International Workshop on Intelligent Signal Processing, Budapeszt - Węgry,
International Symposium on Robotics and Automation, Monterrey - Meksyk,
International Conference on Image Analysis and Processing, Florencja - Włochy,
EUROMICRO International Conference: Real-Time Systems, Toledo - Hiszpania,
IASTED & IEEE International Conference: Signal and Image Processing, Nevada - USA,
IEEE International Conference on Signal Processing, Pekin - Chiny,
IASTED International Conference: Signal and Image Processing, Orlando - USA,
IASTED & IEEE International Conference: CONTROL, Cancun - Meksyk,
IASTED International Conference: Parallel and Distributed Computing and Systems, Waszyngton - USA,
International Workshop on Systems, Signals and Image Processing, Zagrzeb - Chorwacja.

Prof. dr hab. inż. Kazimierz Wiatr jest autorem 3 książek:

Architektura potokowa specjalizowanych procesorów sprzętowych do wstępnego przetwarzania obrazów w systemach wizyjnych czasu rzeczywistego, Kraków, Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne AGH 1998, stron 152
Sprzętowe implementacje algorytmów przetwarzania obrazów w systemach wizyjnych czasu rzeczywistego, Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne AGH, Kraków 2002, stron 336,
Akceleracja obliczeń w systemach wizyjnych, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 2003, stron 486.

Trzecia z książek, opublikowana po otrzymaniu tytułu profesora, w sposób kompleksowy prezentuje zagadnienia sprzętowych metod akceleracji obliczeń związanych z przetwarzaniem dużych ilości danych na przykładzie danych wizyjnych lub innych podobnie zorganizowanych. W szczególności autor dokonuje implementacji specjalizowanych procesorów sprzętowych do realizacji operacji wstępnego przetwarzania danych wideo w układach programowalnych FPGA o wielkich pojemnościach. Ponadto dokonana jest szczegółowa analiza metod optymalizacji implementacji algorytmów w układach programowalnych FPGA z uwzględnieniem kryteriów szybkości pracy układu i zaangażowanych zasobów sprzętowych, na przykładzie implementacji operacji mnożenia. Całość zawartych rozważań koncentruje się wokół elementów obliczeniowych stosowanych w przetwarzaniu danych (procesorów) i sposobu wzajemnego ich połączenia w systemie wieloprocesorowym (architektura). W tym nurcie zawarte są rozważania dotyczące wyższych poziomów przetwarzania obrazów i wykorzystania w nich wieloprocesorowej jednostki zbudowanej w oparciu o procesory sygnałowe DSP. Zaprezentowano także najnowsze układy programowalne z możliwością dynamicznej rekonfigurowalności i przeanalizowano obliczeniową efektywność ich stosowania. Omówiono uniwersalne platformy sprzętowe dedykowane użytkownikowi Custom Computing Machines oraz metodę Hardware/Software CoDesign projektowania zintegrowanych systemów programowo-sprzętowych. Podsumowaniem zaprezentowanych rozważań, będących w dużej mierze wynikiem osobistych prac badawczych, jest przykładowa realizacja pełnego systemu wizyjnego pracującego w czasie rzeczywistym. Monografia ta jest jedną z nielicznych publikacji dotyczących systemów wizyjnych pracujących w czasie rzeczywistym, nie tylko w literaturze polskojęzycznej.

Specjalnością prof. dr. hab. inż. Kazimierza Wiatra są rekonfigurowalne systemy obliczeniowe, komputerowe sterowanie procesami, systemy wieloprocesorowe, systemy wizyjne, systemy cyfrowe oraz układy programowalne. Tematyka ta skupiona jest wokół czterech grup zagadnień:

systemy mikroprocesorowe czasu rzeczywistego,
specjalizowane procesory sprzętowe i architektury wieloprocesorowe,
kompresja obrazów wizyjnych w czasie rzeczywistym,
sprzętowe metody akceleracji obliczeń.

Systemy mikroprocesorowe czasu rzeczywistego były przedmiotem rozprawy doktorskiej. Prowadzone w jej ramach prace badawcze ukierunkowane zostały na zastosowanie systemów mikroprocesorowych do sterowania procesów technologicznych w przemyśle maszynowym. W ich wyniku opracowano oryginalne rozwiązania dotyczące eliminacji zakłóceń pochodzących z układów wejściowych oraz sposób zabezpieczania wyjść systemu przy przyłączaniu urządzeń wykonawczych. Publikacje dotyczące tych zagadnień ukazały się w czasopiśmie Pomiary, Automatyka, Kontrola, a także były prezentowane na konferencjach krajowych: Zastosowanie Komputerów w Przemyśle, Szczecin, Zastosowanie Mikroprocesorów w Nauce i Technice, Kraków. Opracowane unikatowe rozwiązania stały się także przedmiotem patentów:

Układ zabezpieczenia przeciwzwarciowego klucza prądowego. Patent PRL nr P-232029 z dnia 9.01.1985
Sposób i układ do kontroli kolejności faz napięcia trójfazowego. Patent RP nr P-299128 z dnia 27.05.1993

Istotnym oryginalnym wkładem prof. Wiatra w dziedzinie zastosowania systemów mikroprocesorowych do sterowania procesów było opracowanie strukturalnego oprogramowania systemu sterującego, zapewniającego wielowątkowość realizowanych algorytmów, uproszczony sposób zapisu algorytmów oraz budowanie ścieżki śledzącej, wspomagającej nadzorowanie niezawodności pracy systemu. Wyniki tych prac podsumowano w przedstawionej rozprawie doktorskiej:

Analiza parametrów czasowych systemu mikroprocesorowego 8-bitowego do sterowania procesem dwustanowym w czasie rzeczywistym, AGH, Kraków 1987.

Prace te znalazły zastosowanie w wielu implementacjach praktycznych przy budowie robotów przemysłowych dla przemysłu maszynowego. Najważniejsze z nich to:

Opracowanie metod podwyższania parametrów niezawodnościowych systemów sterujących procesami produkcji silników elektrycznych, Fabryka Silników Elektrycznych "Tamel" w Tarnowie, 1980.
Opracowanie konfiguracji i realizacja hardware'owa sterownika mikroprocesorowego do sterowania linii obróbki kadłubów LKP-69, Fabryka Silników Elektrycznych "Tamel" w Tarnowie, 1984.
Opracowanie i wykonanie systemu mikroprocesorowego nadzorczo-kontrolnego do linii LWA-2 i LWA-3, Fabryka Silników Elektrycznych "Tamel" w Tarnowie, 1985.
Opracowanie metod testowania systemu mikroprocesorowego "LOGISTAT CP80-A400" sterującego pracą maszyny odlewniczej typu GDK-400, Wielkopolska Fabryka Maszyn Elektrycznych "Wiefamel" w Poznaniu, 1987.
Opracowanie i wykonanie systemu kontrolno-diagnostycznego do systemów sterujących maszynami ciśnieniowymi Weingarten w oparciu o system mikroprocesorowy, Fabryka Silników Elektrycznych "Tamel" w Tarnowie, 1988.
Opracowanie testera zakłóceń o wyjątkowo niskim wypełnieniu czasowym powodujących niezgodności liczby klinów w nawijarce "Fort Wayne 22", Fabryka Silników Elektrycznych "Tamel" w Tarnowie, 1989.
Wdrożenie systemu mikroprocesorowego i oprogramowania użytkowego do sterowania nawijarki uzwojeń typu LAM-1C, Fabryka Silników Elektrycznych "Tamel" w Tarnowie, 1991.
Opracowanie konfiguracji i realizacja hardware'owa systemów mikroprocesorowych do sterowania linią LWA-1, Fabryka Silników Elektrycznych "Tamel" w Tarnowie, 1991.

Uznaniem dla tych prac były dwukrotnie przyznane Nagrody Ministra Nauki, Szkolnictwa Wyższego i Techniki, Nagroda NOT oraz Nagrody Rektora AGH za działalność naukową:

Opracowanie metod zastosowania mikroprocesorów oraz testowania systemów mikrokomputerowych sterujących procesy przemysłowe), Nagroda Ministra III stopnia zespołowa za działalność naukową w roku 1981,
Przestrzennie rozdzielone systemy sterowania o konfiguracji wielo-mikroprocesorowej w zastosowaniu do automatyzacji procesów technologicznych), Nagroda Ministra II stopnia zespołowa za działalność naukową w roku 1983,
Hierarchiczny wielomikrokomputerowy system kontroli i wizualizacji procesów produkcyjnych), Nagroda NOT - II stopnia zespołowa w roku 1987.

Specjalizowane procesory sprzętowe i architektury wieloprocesorowe są tematyką, która zajmuje szczególne miejsce w badaniach naukowych prof. dr. hab. inż. Kazimierza Wiatra. Wieloletnie prace doprowadziły prof. Wiatra do unikatowych wyników na polu zastosowania układów programowalnych FPGA o wysokich pojemnościach do implementacji specjalizowanych procesorów sprzętowych, ze szczególnym uwzględnieniem potrzeb systemów wizyjnych czasu rzeczywistego. Ponadto prof. Wiatr przebadał przydatność różnych architektur wieloprocesorowych pod kątem ich przydatności w systemach wizyjnych.

W zakresie tematyki systemów wieloprocesorowych czasu rzeczywistego prof. dr hab. inż. Kazimierz Wiatr był kierownikiem i głównym realizatorem 4 projektów badawczych KBN:

Wieloprocesorowy, modułowy system do sterowania procesów lub urządzeń w czasie rzeczywistym, o architekturze optymalizowanej ze względu na parametry niezawodności i szybkości obsługi, projekt badawczy KBN (1991),
System wieloprocesorowy do sterowania urządzeń w czasie rzeczywistym wykorzystujący algorytmy analizy obrazów pochodzących z kamery wizyjnej o architekturze optymalizowanej ze względu na parametr szybkości przetwarzania, projekt badawczy KBN (1992 - 1993),
Rozpoznawanie kształtów i ruchu obiektów dla potrzeb sterowania urządzeń w czasie rzeczywistym z wykorzystaniem dedykowanych architektur systemu wieloprocesorowego i potokowej obróbki wstępnej danych obrazowych, projekt badawczy KBN (1994 - 1996),
Złożony koprocesor wizyjny implementowany w strukturach programowalnych FPGA o wielkich pojemnościach do realizacji bardzo szybkich obliczeń przetwarzania obrazów, projekt badawczy KBN (2000 - 2002).

Wyniki prac w tym zakresie stały się podstawą rozprawy habilitacyjnej w oparciu o monografię:

Architektura potokowa specjalizowanych procesorów sprzętowych do wstępnego przetwarzania obrazów w systemach wizyjnych czasu rzeczywistego, Wydawnictwa AGH, Kraków, 1998.

Rezultaty powyższych prac badawczych były prezentowane przez IEEE Computer Society, IEEE Press, Springer Verlag, EURASIP Journal on Applied Signal Processing, International Journal of Parallel and Distributed Systems and Networks, Image Processing & Communications - An International Journal, na łamach Kwartalnika Elektronika i Telekomunikacja PAN oraz w materiałach wielu konferencji międzynarodowych IEEE International Symposium on Quality Electronic Design, EUROMICRO International Symposium on Digital Systems Design, Architectures, Methods and Tools, IEEE and EURASIP International Workshop on Nonlinear Signal and Image Processing, International Conference on Parallel and Distributed Processing Techniques and Applications, IEEE International Workshop on Intelligent Signal Processing, International Symposium on Robotics and Automation, International Conference on Image Analysis and Processing, EUROMICRO International Conference: Real-Time Systems, IASTED & IEEE International Conference: Signal and Image Processing, IEEE International Conference on Signal Processing, IASTED International Conference: Signal and Image Processing, IASTED & IEEE International Conference: CONTROL, IASTED International Conference: Parallel and Distributed Computing and Systems, International Workshop on Systems, Signals and Image Processing i wielu konferencji krajowych.

Z tematyki implementacji specjalizowanych procesorów sprzętowych w układach programowalnych FPGA pod kierunkiem prof. Wiatra została zrealizowana rozprawa doktorska:

E. Jamro, Parametrised automated generation of convolers implemented in FPGAs, (Wydział Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Elektroniki AGH, 2001).

Podsumowaniem doświadczeń zebranym na polu badawczym sprzętowych metod realizacji obliczeń jest książka:

Sprzętowe implementacje algorytmów przetwarzania obrazów w systemach wizyjnych czasu rzeczywistego, Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne AGH, Kraków 2002, str. 336.

Kompresja obrazów wizyjnych w czasie rzeczywistym stała się przedmiotem zainteresowań prof. dra hab. inż. Kazimierza Wiatra w związku z budową systemów wizyjnych czasu rzeczywistego dla potrzeb szybkiej robotyki. Podjęte prace w tym zakresie jednak daleko wykroczyły poza potrzeby systemów dla robotyki i obecnie można je uznać za znaczące dla potrzeb transmisji multimedialnych oraz HDTV.

W zakresie tematyki kompresji obrazów wizyjnych w czasie rzeczywistym prof. dr hab. inż. Kazimierz Wiatr był kierownikiem 3 projektów badawczych KBN:

Kodowanie i analiza sekwencji obrazów opisujących ruch obiektu z zastosowaniem rekonfigurowalnych architektur dedykowanych procesorów zrealizowanych w oparciu o układy programowalne FPGA o bardzo dużych pojemnościach, projekt badawczy KBN (1997 - 1999),
Implementacja w układach logiki reprogramowalnej algorytmu kwantyzacji dla potrzeb kompresji sygnału wizyjnego, grant promotorski KBN, (2001 - 2002),
Implementacja w układach FPGA kodeka obrazów w standardzie MPEG2 spełniającego wymogi czasu rzeczywistego, grant promotorski KBN, (2004 - 2006).

Rezultaty powyższych prac badawczych były prezentowane przez IEEE Computer Society, na łamach Kwartalnika Elektronika i Telekomunikacja PAN oraz w materiałach wielu konferencji międzynarodowych IEEE International Conference on Information Technology: Coding and Computing, EUROMICRO International Symposium on Multimedia and Telecommunications, EUROMICRO International Symposium on Digital Systems Design, Architectures, Methods and Tools, IEEE International Workshop on Intelligent Signal Processing, International Symposium on Robotics and Automation, IEEE International Conference on Intelligent Signal Processing, International Conference on Engineering of Reconfigurable Systems and Algorithms i wielu konferencji krajowych.

Z tematyki kompresji obrazów wizyjnych w czasie rzeczywistym pod kierunkiem kandydata zrealizowano pracę doktorską, a kolejne trzy są w trakcie realizacji:

P. Russek, Implementacja w układach logiki reprogramowalnej algorytmu kwantyzacji dla potrzeb kompresji sygnału wizyjnego, (obrona w 2002 roku),
P. Sawka, Implementacja algorytmu kodowania entropijnego w układach reprogramo-walnych FPGA dla potrzeb kompresji obrazów video w systemach czasu rzeczywistego, (otwarto w 2000 roku),
A. Ryszko, Implementacja w układach programowalnych FPGA algorytmów estymacji ruchu dla potrzeb kompresji obrazów video w czasie rzeczywistym, (otwarto w 2000 roku),
A. Dąbrowska, Implementacja w układach FPGA kodeka obrazów w standardzie MPEG2 spełniającego wymogi czasu rzeczywistego (otwarto w 2004 roku).

Sprzętowe metody akceleracji obliczeń są wynikiem dotychczasowych prac badawczych prof. dr. hab. inż. Kazimierza Wiatra związanych ze sprzętową implementacją algorytmów, a także przyspieszaniem obliczeń poprzez stosowanie systemów wieloprocesorowych. W chwili obecnej prof. Wiatr prowadzi prace badawcze związane z implementacją w układzie programowalnym FPGA wysokiej skali integracji uniwersalnego koprocesora sprzętowego przeznaczonego do współpracy z mikroprocesorem ogólnego przeznaczenia. Celem tych prac jest akceleracja obliczeń komputerów ogólnego przeznaczenia (w tym komputerów osobistych PC i komputerów dużej mocy obliczeniowej KDMO) poprzez zastosowanie nowego podejścia do realizacji sprzętowego wspomagania obliczeń z wykorzystaniem bibliotek różnorodnych konfiguracji układu programowalnego FPGA. Nowe możliwości w tym zakresie są także związane z zastosowaniem struktury sieci neuronowych do akceleracji obliczeń; tkwią one w potencjale masywnej współbieżności osiągalnej w sieciach neuronowych. Obecnie prowadzone prace dotyczą implementacji sieci neuronowych w układach programowalnych FPGA o wielkich pojemnościach.

Dotychczasowe rezultaty powyższych prac badawczych były prezentowane przez IEEE Computer Society, Springer-Verlag, Elsevier na łamach Kwartalnika Elektronika i Telekomunikacja PAN, EURASIP Journal on Applied Signal Processing oraz w materiałach wielu konferencji międzynarodowych IFAC International Conference on Programmable Devices and Systems, EUROMICRO International Symposium on Digital Systems Design, International Conference on Computer Vision and Graphics, CSREA International Conference on Engineering of Reconfigurable Systems and Algorithms, i wielu konferencji krajowych.

W zakresie akceleracji obliczeń metodami sprzętowymi, z zastosowaniem struktury sieci neuronowych, prof. dr hab. inż. Kazimierz Wiatr jest obecnie kierownikiem projektu badawczego KBN:

Sieć neuronowa implementowana w układach programowalnych FPGA o wielkich pojemnościach przeznaczona do akceleracji obliczeń w systemach wizyjnych czasu rzeczywistego, projekt badawczy KBN (od 2003).

Podsumowaniem dotychczasowych nowatorskich doświadczeń na polu badawczym akceleracji obliczeń metodami sprzętowymi jest książka:

Akceleracja obliczeń w systemach wizyjnych, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 2003, str. 486.

Prof. dr hab. inż. Kazimierz Wiatr kieruje obecnie w Katedrze Elektroniki AGH badawczym Zespołem Rekonfigurowalnych Systemów Obliczeniowych. Prowadzone prace badawcze związane z procesorami sprzętowymi, zarówno dla potrzeb szybkiej robotyki, jak również szeroko rozumianych wizyjnych systemów multimedialnych, są znaczącym wkładem do światowych prac na polu dedykowanych dla użytkownika struktur obliczeniowych CCM (ang. Custom Computing Machines). W przypadku stosowania, jako płaszczyzny technologicznej, układów programowalnych FPGA - ważną cechą opracowywanych rozwiązań jest rekonfigurowalność architektury tych systemów, nazywanych RCA (ang. Reconfigurable Computer Architecture) i złożonych z elementów VCC (ang. Virtual Computers Components).

Po uzyskaniu tytułu naukowego profesora Kazimierz Wiatr prowadził wykłady na Wydziale Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Elektroniki AGH z następujących przedmiotów:

Akceleracja obliczeń w systemach rekonfigurowalnych,
Sprzętowa implementacja algorytmów,
Projektowanie systemów cyfrowych,
Programowalne układy logiczne,
Testowanie i niezawodność systemów cyfrowych,
Projektowanie systemów cyfrowych w oparciu o układy logiczne.

Prof. dr hab. inż. Kazimierz Wiatr kierował w Katedrze Elektroniki AGH międzynarodowym programem TEMPUS JEP-07648-94 pt. Courseware-Oriented Higher Education Restructuring in Electronics and Computer Engineering - COHERENCE, realizowanym w latach 1994-1997 przez 5 ośrodków akademickich z Polski, 7 z Wielkiej Brytanii i 2 z Portugalii. W ramach prowadzonych w ramach tego projektu prac zostały opracowane multimedialne stanowiska dydaktyczne dla interaktywnej, samodzielnej pracy studentów. Stanowiska te obejmują szereg szczegółowych tematów z zakresu elektroniki i techniki komputerowej. W szczególności w Katedrze Elektroniki AGH opracowano stanowiska dydaktyczne obejmujące zagadnienia z przetwarzania obrazów i techniki mikroprocesorowej. W czasie realizacji projektu odbyło się szereg wyjazdów studenckich, w tym wyjazdy 6 studentów - dyplomantów kandydata, na roczne i półroczne staże studenckie, w trakcie których aż 4 zdobyło dyplomy Master of Philosophy (2 na University of Manchester, 1 na University of Huddersfield i 1 na University College of Swansea).

Prof. dr hab. inż. Kazimierz Wiatr był promotorem prac ponad 80 dyplomantów na kierunku Elektronika i Telekomunikacja.

W całym okresie zatrudnienia prof. dr hab. inż. Kazimierz Wiatr bierze aktywny udział w kreowaniu nowoczesnej dydaktyki, opracował i wdrożył szereg nowoczesnych przedmiotów: Akceleracja obliczeń w systemach rekonfigurowalnych, Sprzętowa implementacja algorytmów, Projektowanie systemów cyfrowych, Programowalne układy logiczne, Testowanie i niezawodność układów programowalnych i mikro-procesorowych, Projektowanie systemów cyfrowych w oparciu o układy logiczne. Dla potrzeb tych przedmiotów zorganizował laboratoria dydaktyczne, a także opracował wiele stanowisk i instrukcji do ćwiczeń laboratoryjnych.

Prof. dr hab. inż. Kazimierz Wiatr osiągnął szereg istotnych wyników praktycznych w trakcie realizacji prac o charakterze wdrożeniowym. Do najważniejszych opracowań na tym polu należy zaliczyć:

Opracowanie i wykonanie systemu kontrolno-diagnostycznego do systemów sterujących maszynami ciśnieniowymi Weingarten w oparciu o system mikroprocesorowy, Fabryka Silników Elektrycznych "Tamel" w Tarnowie, 1988.
Modernizacja układu sterowania elektrycznego kokilarek wielodzielnych do odlewania żeliwa poprzez zastosowanie systemu mikroprocesorowego, Fabryka Silników Elektrycznych "Tamel" w Tarnowie, 1988.
Opracowanie i realizacja sprzętowa systemu mikroprocesorowego do sterowania agregatu do pakietowania stojanów, Fabryka Silników Elektrycznych "Tamel" w Tarnowie, 1989.
Opracowanie testera zakłóceń o wyjątkowo niskim wypełnieniu czasowym powodujących niezgodności liczby klinów w nawijarce "Fort Wayne 22", Fabryka Silników Elektrycznych "Tamel" w Tarnowie, 1989.
Opracowanie koncentratora danych analogowych i ich transmisji w polu dużych zakłóceń elektromagnetycznych, Huta Tadeusza Sendzimira w Krakowie, 1990.
Opracowanie i realizacja sprzętowa licznika ilości zwojów do nawijarki ANWS1A-5, Fabryka Silników Elektrycznych "Tamel" w Tarnowie, 1990.
Opracowanie oprogramowania użytkowego dla interface'ów GPIB do obsługi eksperymentów i pomiarów fizycznych przez system mikroprocesorowy, Instytut Fizyki PAN w Warszawie, 1991.
Wdrożenie systemu mikroprocesorowego i oprogramowania użytkowego do sterowania nawijarki uzwojeń typu LAM-1C, Fabryka Silników Elektrycznych "Tamel" w Tarnowie, 1991.
Opracowanie konfiguracji i realizacja hardware'owa systemów mikroprocesorowych do sterowania linią LWA-1, Fabryka Silników Elektrycznych "Tamel" w Tarnowie, 1991.
Wdrożenie systemu mikroprocesorowego i oprogramowania użytkowego do sterowania nawijarki uzwojeń typu AWNS-5, Fabryka Silników Elektrycznych "Tamel" w Tarnowie, 1991.
Opracowanie i realizacja hardware'owa modułu Frame Grabbera dla magistrali w standardzie PHS współpracującej z modułami firmy dSPACE, Instytut Automatyki, Politechnika Łódzka, 1996.
Adaptacja układów synchronizacji kamer CCD-102A firmy Bischke do potrzeb modułu Frame Grabber'a współpracującego z magistralą PHS, Wojskowa Akademia Techniczna w Warszawie, 1997.

Część ważniejszych wyników stało się przedmiotem opatentowania:

Układ zabezpieczenia przeciwzwarciowego klucza prądowego. Patent PRL nr P-232029 z dnia 9.01.1985
Sposób i układ do przetwarzania sygnału wizyjnego. Patent RP nr P-300692 z dnia 12.10.1993
Sposób i układ do kontroli kolejności faz napięcia trójfazowego. Patent RP nr P-299128 z dnia 27.05.1993
Układ procesorów potokowych do obróbki sygnału wizyjnego. Patent nr OWP-I-P/218 z dnia 20.4.1994
Sposób transmisji po magistrali do kilku odbiorców. Patent nr OWP-I-P/270 z dnia 12.7.1995

Od wielu lat prof. dr hab. inż. Kazimierz Wiatr pracuje na rzecz środowiska naukowego. Do ważniejszych form tej pracy można zaliczyć recenzowanie artykułów dla prestiżowych czasopism międzynarodowych:

IEEE Expert Magazine: Intelligent Systems, Parma, Italy,
IEE Proceedings: Computer and Digital Techniques, Bristol, UK,
IEE Electronic Letters, Stevenage, UK,
International Journal Engineering - Applications of Artificial Intelligence, Parma, Italy,
IEEE Transactions on Neural Networks, Louisville, USA,
EURASIP Journal on Applied Signal Processing, Maryland, USA,
Journal Machine Graphics and Vision, Warszawa.

Jest także recenzentem ważnych konferencji naukowych krajowych i zagranicznych:

Sieci i Systemy Informatyczne,
Metody i Systemy Komputerowe,
Rekonfigurowalne Układy Cyfrowe,
International Symposium on Robotics and Automation,
International Conferences on Parallel and Distributed Computing Systems.

Prof. dr hab. inż. Kazimierz Wiatr od wielu lat skupia wokół siebie środowisko naukowe zaangażowane w prowadzone prace badawcze, którymi kieruje. Dotyczy to głównie asystentów i adiunktów, a także studentów i doktorantów. Wykreowany przez niego zespół spotyka się na cotygodniowych seminariach naukowych. W wyniku prowadzonych prac badawczych i powyższych dyskusji seminaryjnych powstało za jego przyczyną w Katedrze Elektroniki AGH nowe podejście do sprzętowych metod przetwarzania dużych ilości danych. Prof. Wiatr stworzył środowisko naukowe i oryginalną szkołę sprzętowych metod akceleracji obliczeń, szczególnie w systemach czasu rzeczywistego.

Prof. dr hab. inż. Kazimierz Wiatr był 3-krotnie wyróżniony Nagrodą Ministra (indywidualna oraz zespołowa II stopnia i zespołowa III stopnia), otrzymał Nagrodę NOT (zespołowa II stopnia) i wiele Nagród Rektora AGH za działalność naukowo-badawczą. Za działalność dydaktyczno-wychowawczą otrzymał Medal Edukacji Narodowej i Srebrny Krzyż Zasługi dla RP.

Życiorys zawodowy