|
|
Digital signal processing application based on residue number system
Rolko, Maroš ; Bohrn, Marek (referee) ; Younes, Dina (advisor)
Tato práce se zabývá systémem zbytkových tříd a jeho aplikacemi v digitálních obvodech. První část se zabývá VHDL návrhem různých typů sčítaček v systému zbytkových tříd a jejich porovnání se standartními sčítačkami. V druhé části je implementován obrázkový processor který pracuje v systému zbytkových tříd a jeho výkonostní analýza. V textu je popsán postup návrhu a jsou prezentovány výsledky analýz.
|
|
|
Residue Number System Based Building Blocks for Applications in Digital Signal Processing
Younes, Dina ; Brzobohatý, Jaromír (referee) ; Vlček, Čestmír (referee) ; Šteffan, Pavel (advisor)
Předkládaná disertační práce se zabývá návrhem základních bloků v systému zbytkových tříd pro zvýšení výkonu aplikací určených pro digitální zpracování signálů (DSP). Systém zbytkových tříd (RNS) je neváhová číselná soustava, jež umožňuje provádět paralelizovatelné, vysokorychlostní, bezpečné a proti chybám odolné aritmetické operace, které jsou zpracovávány bez přenosu mezi řády. Tyto vlastnosti jej činí značně perspektivním pro použití v DSP aplikacích náročných na výpočetní výkon a odolných proti chybám. Typický RNS systém se skládá ze tří hlavních částí: převodníku z binárního kódu do RNS, který počítá ekvivalent vstupních binárních hodnot v systému zbytkových tříd, dále jsou to paralelně řazené RNS aritmetické jednotky, které provádějí aritmetické operace s operandy již převedenými do RNS. Poslední část pak tvoří převodník z RNS do binárního kódu, který převádí výsledek zpět do výchozího binárního kódu. Hlavním cílem této disertační práce bylo navrhnout nové struktury základních bloků výše zmiňovaného systému zbytkových tříd, které mohou být využity v aplikacích DSP. Tato disertační práce předkládá zlepšení a návrhy nových struktur komponent RNS, simulaci a také ověření jejich funkčnosti prostřednictvím implementace v obvodech FPGA. Kromě návrhů nové struktury základních komponentů RNS je prezentován také podrobný výzkum různých sad modulů, který je srovnává a determinuje nejefektivnější sadu pro různé dynamické rozsahy. Dalším z klíčových přínosů disertační práce je objevení a ověření podmínky určující výběr optimální sady modulů, která umožňuje zvýšit výkonnost aplikací DSP. Dále byla navržena aplikace pro zpracování obrazu využívající RNS, která má vůči klasické binární implementanci nižší spotřebu a vyšší maximální pracovní frekvenci. V závěru práce byla vyhodnocena hlavní kritéria při rozhodování, zda je vhodnější pro danou aplikaci využít binární číselnou soustavu nebo RNS.
|
|
|
Digital signal processing application based on residue number system
Rolko, Maroš ; Bohrn, Marek (referee) ; Younes, Dina (advisor)
Tato práce se zabývá systémem zbytkových tříd a jeho aplikacemi v digitálních obvodech. První část se zabývá VHDL návrhem různých typů sčítaček v systému zbytkových tříd a jejich porovnání se standartními sčítačkami. V druhé části je implementován obrázkový processor který pracuje v systému zbytkových tříd a jeho výkonostní analýza. V textu je popsán postup návrhu a jsou prezentovány výsledky analýz.
|
|
|
Residue Number System Based Building Blocks for Applications in Digital Signal Processing
Younes, Dina ; Brzobohatý, Jaromír (referee) ; Vlček, Čestmír (referee) ; Šteffan, Pavel (advisor)
Předkládaná disertační práce se zabývá návrhem základních bloků v systému zbytkových tříd pro zvýšení výkonu aplikací určených pro digitální zpracování signálů (DSP). Systém zbytkových tříd (RNS) je neváhová číselná soustava, jež umožňuje provádět paralelizovatelné, vysokorychlostní, bezpečné a proti chybám odolné aritmetické operace, které jsou zpracovávány bez přenosu mezi řády. Tyto vlastnosti jej činí značně perspektivním pro použití v DSP aplikacích náročných na výpočetní výkon a odolných proti chybám. Typický RNS systém se skládá ze tří hlavních částí: převodníku z binárního kódu do RNS, který počítá ekvivalent vstupních binárních hodnot v systému zbytkových tříd, dále jsou to paralelně řazené RNS aritmetické jednotky, které provádějí aritmetické operace s operandy již převedenými do RNS. Poslední část pak tvoří převodník z RNS do binárního kódu, který převádí výsledek zpět do výchozího binárního kódu. Hlavním cílem této disertační práce bylo navrhnout nové struktury základních bloků výše zmiňovaného systému zbytkových tříd, které mohou být využity v aplikacích DSP. Tato disertační práce předkládá zlepšení a návrhy nových struktur komponent RNS, simulaci a také ověření jejich funkčnosti prostřednictvím implementace v obvodech FPGA. Kromě návrhů nové struktury základních komponentů RNS je prezentován také podrobný výzkum různých sad modulů, který je srovnává a determinuje nejefektivnější sadu pro různé dynamické rozsahy. Dalším z klíčových přínosů disertační práce je objevení a ověření podmínky určující výběr optimální sady modulů, která umožňuje zvýšit výkonnost aplikací DSP. Dále byla navržena aplikace pro zpracování obrazu využívající RNS, která má vůči klasické binární implementanci nižší spotřebu a vyšší maximální pracovní frekvenci. V závěru práce byla vyhodnocena hlavní kritéria při rozhodování, zda je vhodnější pro danou aplikaci využít binární číselnou soustavu nebo RNS.
|
|
|
Digital Programmable Building Blocks with the Residue Number Representation
Sharoun, Assaid Othman ; Mikula, Vladimír (referee) ; Šimčák, Marek (referee) ; Musil, Vladislav (advisor)
V systému s kódy zbytkových tříd je základem skupina navzájem nezávislých bází. Číslo ve formátu integer je reprezentováno kratšími čísly integer, které získáme jako zbytky všech bází, a aritmetické operace probíhají samostatně na každé bázi. Při aritmetických operacích nedochází k přenosu do vyšších řádů při sčítání, odečítání a násobení, které obvykle potřebují více strojového času. Srovnávání, dělení a operace se zlomky jsou komplikované a chybí efektivní algoritmy. Kódy zbytkových tříd se proto nepoužívají k numerickým výpočtům, ale jsou velmi užitečné pro digitální zpracování signálu. Disertační práce se týká návrhu, simulace a mikropočítačové implementace funkčních bloků pro digitální zpracování signálu. Funkční bloky, které byly studovány jsou nově navržené konvertory z binarní do reziduální reprezentace a naopak, reziduální sčítačka a násobička. Nově byly také navržené obslužné algoritmy.
|
guest ::
