Συστολικές αρχιτεκτονικές επαναληπτικής συνέλιξης και FPGA υλοποιήσεις για εξισωτές απόφασης
Η τεχνική της παράλληλης επεξεργασίας μπορεί να εφαρμοστεί σε φίλτρα ψηφιακής επεξεργασίας για την αύξηση ρυθμαπόδωσης της αρχικής δομής. Στην παραδοσιακή της μορφή εμπεριέχει την επανάληψη των μονάδων υλικού οδηγώντας σε μια γραμμική αύξηση της κυκλωματικής επιφάνειας. Σε πολλές σχεδιάσεις όμως τ...
Κύριος συγγραφέας: | |
---|---|
Άλλοι συγγραφείς: | |
Μορφή: | Thesis |
Γλώσσα: | Greek |
Έκδοση: |
2018
|
Θέματα: | |
Διαθέσιμο Online: | http://hdl.handle.net/10889/10950 |
id |
nemertes-10889-10950 |
---|---|
record_format |
dspace |
spelling |
nemertes-10889-109502022-09-05T09:41:17Z Συστολικές αρχιτεκτονικές επαναληπτικής συνέλιξης και FPGA υλοποιήσεις για εξισωτές απόφασης Iterated convolution systolic architectures and FPGA implementations for decision equalizers Τσαφάς, Νικόλαος Θεοδωρίδης, Γεώργιος Παλιουράς, Βασίλειος Tsafas, Nikolaos Εξισωτής απόφασης Αναδιατασσόμενη λογική Επαναληπτική συνέλιξη Συστολικές αρχιτεκτονικές Αυτόματη παραγωγή VHDL κώδικα DFE FPGA Iterated convolution Systolic architecture Automatic VHDL code generation 004.35 Η τεχνική της παράλληλης επεξεργασίας μπορεί να εφαρμοστεί σε φίλτρα ψηφιακής επεξεργασίας για την αύξηση ρυθμαπόδωσης της αρχικής δομής. Στην παραδοσιακή της μορφή εμπεριέχει την επανάληψη των μονάδων υλικού οδηγώντας σε μια γραμμική αύξηση της κυκλωματικής επιφάνειας. Σε πολλές σχεδιάσεις όμως το επιπλέον κόστος επιβάλλει καθοριστικούς περιορισμούς κρίνοντας απαραίτητη την χρήση αλγοριθμικής μείωσης της υπολογιστικής πολυπλοκότητας των τελικών φίλτρων. Στη συγκεκριμένη διπλωματική εργασία παρουσιάζονται μεθοδολογίες παραλληλισμού δύο-σταδίων, βασισμένες σε συστολικές αρχιτεκτονικές φίλτρων πεπερασμένης απόκρισης, κάνοντας χρήση του αλγορίθμου επαναληπτικής συνέλιξης με στόχο τη χαμηλή κατανάλωση επιφάνειας και υψηλή ρυθμαπόδωση. Οι μεθοδολογίες εφαρμόστηκαν σε μη-γραμμικούς ισοσταθμιστές ανάδρασης απόφασης, για την μείωση της διασυμβολικής παρεμβολής σε οπτικά τηλεπικοινωνιακά κανάλια συγκρίνοντας το συνολικό κόστος των μεθόδων και την απόδοσή τους. Όλοι οι σχεδιασμοί έγιναν με παραμετρικά μοντέλα ώστε να είναι εύκολη η υλοποίηση και επιβεβαίωση τους για διάφορους βαθμούς παραλληλίας και μεγέθη φίλτρων. Για το λόγο αυτό αναπτύχθηκαν αλγόριθμοι σε λογισμικό για την αυτόματη παραγωγή τόσο των μοντέλων προσομοίωσης όσο και των τελικών δομών υλοποιημένων σε αναδιατασσόμενη λογική FPGA. Parallel processing is a technique that can be implemented in digital processing filters to increase the initial structure’s throughput. In its traditional form parallelism involves repeating hardware units leading to a linear increase of required logic area. Though in many designs the additional cost induces constrains deeming the reduction of computational complexity a necessity. In the present theses 2-stage parallelism methods are presented, based on systolic finite impulse response filter architectures. These methods make use of the iterated short convolution algorithm in order to achieve low area utilization and high throughput. The suggested architectures are implemented in non-linear decision feedback equalizers, to reduce the undesired effects of intersymbol interference in optical communication channels comparing them with other parallelism methods. All the designs were created using parametric models, in order to automate the creation and verification of a variety of different configurations. For this reason, software algorithms were developed for the derivation of structures realized in hardware reconfigurable logic. 2018-01-17T06:19:22Z 2018-01-17T06:19:22Z 2017-10-11 Thesis http://hdl.handle.net/10889/10950 gr 0 application/pdf |
institution |
UPatras |
collection |
Nemertes |
language |
Greek |
topic |
Εξισωτής απόφασης Αναδιατασσόμενη λογική Επαναληπτική συνέλιξη Συστολικές αρχιτεκτονικές Αυτόματη παραγωγή VHDL κώδικα DFE FPGA Iterated convolution Systolic architecture Automatic VHDL code generation 004.35 |
spellingShingle |
Εξισωτής απόφασης Αναδιατασσόμενη λογική Επαναληπτική συνέλιξη Συστολικές αρχιτεκτονικές Αυτόματη παραγωγή VHDL κώδικα DFE FPGA Iterated convolution Systolic architecture Automatic VHDL code generation 004.35 Τσαφάς, Νικόλαος Συστολικές αρχιτεκτονικές επαναληπτικής συνέλιξης και FPGA υλοποιήσεις για εξισωτές απόφασης |
description |
Η τεχνική της παράλληλης επεξεργασίας μπορεί να εφαρμοστεί σε φίλτρα ψηφιακής επεξεργασίας για την αύξηση ρυθμαπόδωσης της αρχικής δομής.
Στην παραδοσιακή της μορφή εμπεριέχει την επανάληψη των μονάδων υλικού οδηγώντας σε μια γραμμική αύξηση της κυκλωματικής επιφάνειας. Σε πολλές σχεδιάσεις όμως το επιπλέον κόστος επιβάλλει καθοριστικούς περιορισμούς κρίνοντας απαραίτητη την χρήση αλγοριθμικής μείωσης της υπολογιστικής πολυπλοκότητας των τελικών φίλτρων.
Στη συγκεκριμένη διπλωματική εργασία παρουσιάζονται μεθοδολογίες παραλληλισμού δύο-σταδίων, βασισμένες σε συστολικές αρχιτεκτονικές φίλτρων πεπερασμένης απόκρισης, κάνοντας χρήση του αλγορίθμου επαναληπτικής συνέλιξης με στόχο τη χαμηλή κατανάλωση επιφάνειας και υψηλή ρυθμαπόδωση.
Οι μεθοδολογίες εφαρμόστηκαν σε μη-γραμμικούς ισοσταθμιστές ανάδρασης απόφασης, για την μείωση της διασυμβολικής παρεμβολής σε οπτικά τηλεπικοινωνιακά κανάλια συγκρίνοντας το συνολικό κόστος των μεθόδων και την απόδοσή τους.
Όλοι οι σχεδιασμοί έγιναν με παραμετρικά μοντέλα ώστε να είναι εύκολη η υλοποίηση και επιβεβαίωση τους για διάφορους βαθμούς παραλληλίας και μεγέθη φίλτρων. Για το λόγο αυτό αναπτύχθηκαν αλγόριθμοι σε λογισμικό για την αυτόματη παραγωγή τόσο των μοντέλων προσομοίωσης όσο και των τελικών δομών υλοποιημένων σε αναδιατασσόμενη λογική FPGA. |
author2 |
Θεοδωρίδης, Γεώργιος |
author_facet |
Θεοδωρίδης, Γεώργιος Τσαφάς, Νικόλαος |
format |
Thesis |
author |
Τσαφάς, Νικόλαος |
author_sort |
Τσαφάς, Νικόλαος |
title |
Συστολικές αρχιτεκτονικές επαναληπτικής συνέλιξης και FPGA υλοποιήσεις για εξισωτές απόφασης |
title_short |
Συστολικές αρχιτεκτονικές επαναληπτικής συνέλιξης και FPGA υλοποιήσεις για εξισωτές απόφασης |
title_full |
Συστολικές αρχιτεκτονικές επαναληπτικής συνέλιξης και FPGA υλοποιήσεις για εξισωτές απόφασης |
title_fullStr |
Συστολικές αρχιτεκτονικές επαναληπτικής συνέλιξης και FPGA υλοποιήσεις για εξισωτές απόφασης |
title_full_unstemmed |
Συστολικές αρχιτεκτονικές επαναληπτικής συνέλιξης και FPGA υλοποιήσεις για εξισωτές απόφασης |
title_sort |
συστολικές αρχιτεκτονικές επαναληπτικής συνέλιξης και fpga υλοποιήσεις για εξισωτές απόφασης |
publishDate |
2018 |
url |
http://hdl.handle.net/10889/10950 |
work_keys_str_mv |
AT tsaphasnikolaos systolikesarchitektonikesepanalēptikēssynelixēskaifpgaylopoiēseisgiaexisōtesapophasēs AT tsaphasnikolaos iteratedconvolutionsystolicarchitecturesandfpgaimplementationsfordecisionequalizers |
_version_ |
1771297177479413760 |