Search
Search results for: UKŁAD FPGA
-
ASIC Design Example of Complex SoC with FPGA Prototyping
PublicationThe paper presents an example of the System on a Chip design, where the FPGA prototyping has been used. Two FPGA prototypes have been realized. The first FPGA prototype uses AVNET board containing Xilinx Virtex4 device accompanied by custom board with required devices. The second FPGA prototype has been built using the custom PCB with Xilinx Virtex-4 XC4VLX60 FPGA accompanied by all needed external components. The final system...
-
Realizacja urządzeń automatyki elektroenergetycznej na bazie układów FPGA
PublicationW artykule opisano wykorzystanie układu FPGA do realizacji układu automatycznej synchronizacji prądnic. Zastosowanie układu FPGA zapewnia w pełni sprzętową realizację procesu synchronizacji. Gwarantuje to deterministyczną i niezawodną realizację procesu synchronizacji. Układ FPGA pozwala również na równoległą realizację poszczególnych zadań procesu synchronizacji.
-
ASIC Design Example of Complex SoC with FPGA Prototyping
PublicationThe paper presents an example of the System on a Chip design, where the FPGA prototyping has been used. Two FPGA prototypes have been realized. The first FPGA prototype uses AVNET board containing Xilinx Virtex4 device accompanied by custom board with required devices. The second FPGA prototype has been built using the custom PCB with Xilinx Virtex-4 XC4VLX60 FPGA accompanied by all needed external components. The final system...
-
Implementacja w FPGA algorytmu detekcji krawędzi obrazu w czasie rzeczywistym
PublicationW artykule przedstawiono projekt architektury oraz implementację układową toru przetwarzania wstępnego obrazu z modułem detekcji krawędzi. Układ został zaimplementowany w FPGA Intel Cyclone. Zrealizowany moduł wykorzystuje pięć wybranych algorytmów wykrywania krawędzi, w tym Robertsa, Sobela i Prewitt.
-
Woltomierz wektorowy z wykorzystaniem DFT na bazie układu FPGA dla analizatora spektroskopii impedancyjnej
PublicationW pracy zaproponowano i przetestowano nową koncepcję woltomierza wektorowego z wykorzystaniem cyfrowego przetwarzania sygnałów. Obliczenia prowadzone są sukcesywnie z akwizycją próbek sygnałów pomiarowych, bez gromadzenia ich w pamięci, przy zachowaniu wysokiej częstotliwości próbkowania. Wymaganej mocy obliczeniowej dostarcza układ FPGA. Do obliczania transformaty użyto pamięci wzorca sinusa umieszczonej w układzie FPGA oraz 4...
-
Predictive Current Control of Voltage-Source Inverter.
PublicationW artykule przedstawiono regulator prądu stojana silnika asynchronicznego z predykcją napiecia wyjściowego. Rozważono aspekty praktycznej realizacji algorytmu w układzie z procesorem sygnałowym związane z opóźnieniami pomiaru prądu przy zastosowaniu przetwornika A/C. Układ zrealizowano praktycznie przy wykorzystaniu układu FPGA. W pracy zamieszczono wyniki badań symulacyjnychi eksperymentalnych.
-
Wirtualny analizator stanów logicznych na bazie układu typu "System on a Chip"
PublicationW dobie dominacji układów cyfrowych, jednym z ważniejszych narzędzi uruchomieniowych jest analizator stanów logicznych (ASL). Komercyjne przyrządy nie są tanie, choć ich możliwości diagnostyczne uzasadniają cenę. W artykule przedstawiono ASL w konwencji przyrządu wirtualnego połączonego z PC poprzez interfejs USB, co obniża koszt urządzenia bez znaczącego pogorszenia jego możliwości. Wykorzystano układ typu SoC "System on a Chip"...
-
FPGA Based Real Time Simulations of the Face Milling Process
PublicationThe article presents a successful implementation of the milling process simulation at the Field-Programmable Gate Array (FPGA). By using FPGA, very rigorous Real-Time (RT) simulation requirements can be met. The response time of the FPGA simulations is significantly reduced, and the time synchronization is better than in a typical RT system implemented in software. The FPGA-based approach is characterized by enormous flexibility...
-
Network on Chip implementation using FPGAs resources
PublicationW artykule przedstawiono implementację sieci typu ''Network on Chip'' w układach FPGA. Sieci typu ''Network on Chip'' stały się bardzo interesującym i obiecującym rozwiązaniem dla systemów typu ''System on Chip'' które charakteryzują się intensywną komunikacją wewnętrzną. Ze względu na inne paradygmaty projektowania nie ma obecnie dostępnych efektywnych platform do budowy prototypów sieci typu ''Network on Chip'' i ich weryfikacji....
-
Code development of a DSP-FPGA based control platform for power electronics applications
PublicationThis paper focuses on the implementation of power electronics algorithms in control platforms based on DSP-FPGA. Today’s power electronics technology demands high power computation with high speed interfacing at the same time. The most popular configuration is a DSP for the former and a FPGA for the latter. The main goal of this work was to develop a generic control system for power electronics application, but it is explained...
-
Weryfikacja asynchronicznych układów cyfrowych w strukturach FPGA
PublicationW artykule przedstawione zostały podstawowe informacje dotyczące typowych klas układów asynchronicznych. Wymienione klasy zostały następnie przeanalizowane pod kątem możliwości ich implementacji w układach programowalnych FPGA. Klasa "micropipelines" omówiona została dokładniej. W tej klasie został zaimplementowany w układzie FPGA typu Virtex2 przykładowy procesor asynchroniczny realizujący listę rozkazów swojego synchronicznego...
-
FPGA-Based System for Electromagnetic Interference Evaluation in Random Modulated DC/DC Converters
PublicationField-Programmable Gate Array (FPGA) provides the possibility to design new “electromagnetic compatibility (EMC) friendly” control techniques for power electronic converters. Such control techniques use pseudo-random modulators (RanM) to control the converter switches. However, some issues connected with the FPGA-based design of RanM, such as matching the range of fixed-point numbers, might be challenging. The modern programming...
-
Implementation of AES cryptography alghoritm in FPGA
PublicationW artykule przedstawiono porównanie dwóch realizacji algorytmu kryptograficznego AES w układzie programowalnym FPGA. W pierwszej wersji zrealizowano algorytm prosty i odwrotny łącznie z modułami sprzętowej realizacji rozwijania klucza. W drugiej wersji klucze są rozwijane programowo poprzez wbudowany procesor. Obie realizacje zostały przetestowane praktycznie na płytce prototypowej. Przedstawiono osiągnięte przepustowości jak również...
-
FPGA realization of an improved alpha max plus beta min algorithm
PublicationThe generalized improved version of the alpha max plus beta min square-rooting algorithm and its realization in the Field Programmable Gate Array (FPGA) are presented. The algorithm computes the square root to calculate the approximate magnitude of a complex sample. It is especially useful for pipelined calculations in the DSP. In case of four approximation regions it is possible to reduce the peak error form 3.95% to 0.33%. This...
-
Acceleration of Electromagnetic Simulations on Reconfigurable FPGA Card
PublicationIn this contribution, the hardware acceleration of electromagnetic simulations on the reconfigurable field-programmable-gate-array (FPGA) card is presented. In the developed implementation of scientific computations, the matrix-assembly phase of the method of moments (MoM) is accelerated on the Xilinx Alveo U200 card. The computational method involves discretization of the frequency-domain mixed potential integral equation using...
-
Implementacja wybranych struktur sztucznych sieci neuronowych w cyfrowych układach programowalnych.
PublicationW pracy przedstawiono zagadnienia związane z budową i implementacją sztucznych sieci neuronowych w układach programowalnych typu FPGA. Szczegółowo omówiono implementację pojedynczego neuronu z wykorzystaniem dostępnych zasobów sprzętowych układu Virtex FPGA. Poruszono również zagadnienie optymalizacji struktury sieci do konkretnych zastosowań. Zdefiniowano trzy rodzaje realizacji neuronu: równoległą, równoległo-sekwencyjną i sekwencyjną....
-
FIReWORK: FIR Filters Hardware Structures Auto-Generator
PublicationThe paper presents application called FIReWORK, that allows for automatic creation of the VHDL hardware structures of FIR filters. Automat- ically generated specialized hardware solutions dedicated to the FPGA and ASIC are commonly known as Intellectual Property Cores. The essential fu- ture of the application is easy initialization of FIR filter parameters in GUI, and then automatically design, calculate and generate the IP Core...
-
FPGA realization of high-speed multi-stage FIR filter in residue arithmetic
PublicationW pracy przedstawiono implementację szybkiego wielostopniowego, kaskadowego filtru FIR w technologii FPGA. Zastosowanie arytmetyki resztowej pozwala na uzyskanie dużych częstotliwości próbkowania w zwiżaku z użyciem małych mnożników. Zalety wynikające z uzycia arytmetyki resztowej sa w pewnym stopniu ograniczne koniecznością wykonania skalowania przy kaskadowym połaczeniu filtrów FIR, tak aby uniknąć nadmiaru arytmetycznego. W...
-
Architektury bloków wnioskowania systemów rozmytych
PublicationW pracy przedstawiono kilka różnych architektur bloków wnioskowania cyfrowych sterowników rozmytych. Architektury te zostały zaimplementowane w układach reprogramowalnych FPGA-Spartan3. Dokonano porównania tych architektur pod względem szybkości działania.
-
Hardware realization of shadow detection algorithm in FPGA
PublicationW referacie opisano problem detekcji cieni w sekwencjach wideo. Na podstawie metod znanych z literatury opracowano algorytm detekcji cieni, działający w czasie rzeczywistym i przeznaczony do realizacji sprzętowej w układzie FPGA. Algorytmy zostały przetestowane i porównane w środowisku MATLAB. Za pomocą języka VHDL zrealizowano system detekcji cieni wykorzystujący opracowany algorytm i zaimplementowano go w układzie Virtex-4. Został...
-
HIGH LEVEL SYNTHESIS IN FPGA OF TCS/RNS CONVERTER
PublicationThe work presents the design process of the TCS/RNS (two's complement–to– residue) converter in Xilinx FPGA with the use of HLS approach. This new approach allows for the design of dedicated FPGA circuits using high level languages such as C++ language. Such approach replaces, to some extent, much more tedious design with VHDL or Verilog and facilitates the design process. The algorithm realized by the given hardware circuit is...
-
Sprzętowa implementacja transformacji Hougha w czasie rzeczywistym
PublicationW artykule przedstawiono implementację sprzętową w FPGA algorytmu do wykrywania kształtów aproksymowanych zbiorem linii prostych podczas przetwarzania obrazu cyfrowego w czasie rzeczywistym. W opracowanej strukturze sprzętowej podniesiono efektywność przetwarzania poprzez zastosowanie przetwarzania przepływowego, lookup table, wykorzystanie wyłącznie arytmetyki liczb całkowitych oraz rozproszenie pamięci głosowania. Eksperymentalnie...
-
FPGA implementation of reverse residue conversion based on the new Chinese Remainder Theorem II- Part I
PublicationW pracy opisano implementację algorytmu konwersji z systemu resztowego do systemu binarnego opartą na nowej formie chińskiego twierdzenia o resztach określanego jako CRT II.Nowa forma CRT nie wymaga operacji modulo M , gdzie M jest zakresem liczbowym systemu resztowego, jednak wymagana jest pewna liczba mnożników. W środowisku FPGA jest zwykle dostępne są mnożniki, stąd mogą być one wykorzystane do realizacji konwertera. Głównym...
-
Radix-4 dft butterfly realization with the use of the modified quadratic residue number system
PublicationW pracy przedstawiono algorytm realizacji mnożenia zespolonego z użyciem zmodyfikowanego kwadratowego zmodyfikowanego systemu liczbowego (mqrns) oraz jego zastosowanie do wykonania obliczenia motylkowego dft dla podstawy 4. pokazano też wstępne rezultaty implementacji w układzie xilinx fpga.
-
Implementacja cyfrowego równoległego systemu rozmytego w układzie FPGA
PublicationW artykule przedstawiono praktyczną implementację cyfrowego równoległego systemu rozmytego w układzie FPGA. Poszczególne zbiory rozmyte posiadają swój kod, który wykorzystywany jest do adresowania pamięci przechowującej reguły. W proponowanym systemie proces wnioskowania przebiega równolegle dla aktywowanych reguł.
-
Open-Source Coprocessor for Integer Multiple Precision Arithmetic
PublicationThis paper presents an open-source digital circuit of the coprocessor for an integer multiple-precision arithmetic (MPA). The purpose of this coprocessor is to support a central processing unit (CPU) by offloading computations requiring integer precision higher than 32/64 bits. The coprocessor is developed using the very high speed integrated circuit hardware description language (VHDL) as an intellectual property (IP) core. Therefore,...
-
Ellipse-fitting algorithm implementation in the impedance measurement system based on DAQ card with FPGA
PublicationThe paper presents an implementation of the ellipse-fitting algorithm in the impedance measurement system based on DAQ card equipped with FPGA chip. The method implementation was tested by simulation means as well as experimentally in the designed and presented measurement system. Finally, the limit values of sampling parameters which assures satisfying accuracy were given.
-
PROJEKT I IMPLEMENTACJA MODULATORA QPSK NA PLATFORMIE FPGA
PublicationW niniejszym artykule przedstawiono umiejscowienie modulacji cyfrowej w cyfrowym systemie radiokomunikacyjnym, opisano zasadę realizacji modulacji QPSK i strukturę modulatora, przyjętą do badań symulacyjnych i implementacji, przedstawiono wyniki badań symulacyjnych oraz sposób implementacji modulatora QPSK na platformie FPGA.
-
Akceleracja sprzętowa transformaty falkowej w systemie widzenia maszynowego do monitoringu ruchu drogowego
PublicationW artykule opisano system monitorowania ruchu drogowego oparty na tanich kamerach i przetwarzaniu obrazu realizowanym w układzie FPGA wyposażonym dodatkowo w bezprzewodowy interfejs sieciowy. System ma być zasilany za pomocą ogniw słonecznych i dlatego został zoptymalizowany pod kątem zużycia energii. Szczegółowo opisano moduł detekcji i pomiaru długości zatorów powstałych na skrzyżowaniach. Do analizy wykorzystano dyskretną transformatę...
-
System do prototypowania bezprzewodowych inteligentnych urządzeń monitoringu audio-video
PublicationW komunikacie przedstawiono system prototypowania bezprzewodowych urządzeń do monitoringu audio-video. System bazuje na układach FPGA Virtex6 i wielu dodatkowych wspierających urządzeniach jak: szybka pamięć DDR3, mała kamera HD, mikrofon z konwerterem A/C, moduł radiowy WiFi, itp. Funkcjonalność systemu została szczegółowo opisana w komunikacie. System został zoptymalizowany do pracy pod kontrolą systemu operacyjnego Linux, zostały...
-
Implementacja cyfrowego systemu rozmytego w układzie FPGA
PublicationW artykule przedstawiono praktyczną implementację cyfrowego systemu rozmytego w układzie FPGA. Poszczególne zbiory rozmyte posiadają swój kod, który wykorzystywany jest do adresowania pamięci przechowujacej reguły. Wykorzystana technika adresowania znacznie przyspiesza proces obliczeń w porównaniu do szeregowego przetwarzania reguł.
-
Implementacja cyfrowego systemu rozmytego z dwukanałowym blokiem wnioskowania w układzie FPGA
PublicationW artykule przedstawiono praktyczną implementację cyfrowego systemu rozmytego z dwukanałowym blokiem wnioskowania w układzie FPGA. Poszczególne zbiory rozmyte posiadają swój kod, który wykorzystywany jest do adresowania pamięci przechowującej reguły. Wykorzystanie techniki adresowania, a także równoległego wnioskowania znacznie przyspiesza proces obliczeń.
-
Residue-to-two's complement converter based on core function
PublicationW artykule przedstawiono układową realizację konwertera z systemu resztowego do systemu binarnego bazującego na funkcji jądra. Zastosowanie funkcji jądra powoduje zmniejszenie wymagań sprzętowych przy realizacji konwertera. W publikacji omówiono problem dektekcji znaku oraz realizacje ukłądową konwertera w środowisku FPGA.
-
FPGA-Based Implementation of Real Time Optical Flow Algorithm and Its Applications for Digital Image Stabilization
PublicationAn efficient simplification procedure of the optical flow (OF) algorithm as well as its hardware implementation using the field programmable gate array (FPGA) technology is presented. The modified algorithm is based on block matching of subsets of successive frames, and exploits one-dimensional representation of subsets as well as the adaptive adjustments of their sizes. Also, an l1-norm-based correlation function requiring no...
-
Hardware implementation of digital image stabilization using optical flow algorithm and FPGA technology
PublicationW artykule przedstawiono efektywną procedurę uproszczenia algorytmu przepływu optycznego oraz jego realizację w układzie programowalnym FPGA. Zmodyfikowany algorytm wykorzystuję metodę blokowego dopasowania podobszarów oraz jednowymiarową reprezentację podobszarów. Dodatkowo, funkcja korelacji oparta jest o normę L1. W rezultacie uzyskano zmniejszenie zużytych zasobów kosztem nieznacznej utraty dokładności. Zarówno dokładność,...
-
Implementacja zmodyfikowanego klasyfikatora wielowymiarowego typu bitmap-intersection w układzie FPGA.
PublicationW pracy przedstawiono zagadnienia związane z budową i implementacją wielowymiarowego klasyfikatora typu bitmap-intersection. Przedstawiono zastosowania wielowymiarowych klasyfikatorów w sprzęcie sieci komputerowych. Omówiona została szczegółowo budowa klasycznego układu takiego klasyfikatora oraz zaproponowano jego modyfikację. Omówiono rezultaty implementacji zmodyfikowanego klasyfikatora w układzie programowalnym FPGA.
-
Design and implementation principles of FIReWORK ONLINE - the VHDL autogenerator for hardware structures
PublicationThe paper presents an aspects of remote autogeneration of hardware structures. The solution is an online application, that is running on the server side and allows to design a particular filters and other selected hardware and generate its structure in the form of VHDL, dedicated to FPGA design environments. The paper also addresses the problem of parameterization of algorithms used to generate the hardware structures and current...
-
Przegląd metod szybkiego prototypowania algorytmów uczenia maszynowego w FPGA
PublicationW artykule opisano możliwe do wykorzystania otwarte narzędzia wspomagające szybkie prototypowanie algorytmów uczenia maszynowego (ML) i sztucznej inteligencji (AI) przy użyciu współczesnych platform FPGA. Przedstawiono przykład szybkiej ścieżki przy realizacji toru wideo wraz z implementacją przykładowego algorytmu prze-twarzania w trybie na żywo.
-
Analiza widmowa w czasie rzeczywistym prądów udarowych transformatora z zastosowaniem procesora FFT w technologii FPGA
PublicationW artykule przedstawiono krótkookresową analizę widmową prądu załączeniowego i prądu zwarciowego transformatora w czasie rzeczywistym z zastosowaniem procesora FFT zrealizowanego w FPGA. Określono tez teoretyczne przebiegi prądów dla przyjetego modelu transformatora. Przeprowadzono ponadto analizę wymagań związanych z obliczaniem prądu w czasie rzeczywistym.
-
Możliwości zastosowania arytmetyki resztowej w systemie rozmytym
PublicationW artykule przedstawiono możliwości zastosowania arytmetyki resztowej w systemie rozmytym implementowanym w układzie reprogramowalnym FPGA. Zastosowanie arytmetyki resztowej ma na celu przyspieszenie procesu wnioskowania, a w szczególności operacji wyostrzania. W pracy tej przedstawiono także wykorzystanie techniki tablicowania do opisu zmiennych lingwistycznych (ang. look-up table).
-
Implementation of discrete convolution using polynomial residue representation
PublicationConvolution is one of the main algorithms performed in the digital signal processing. The algorithm is similar to polynomial multiplication and very intensive computationally. This paper presents a new convolution algorithm based on the Polynomial Residue Number System (PRNS). The use of the PRNS allows to decompose the computation problem and thereby reduce the number of multiplications. The algorithm has been implemented in Xilinx...
-
Discrete convolution based on polynomial residue representation
PublicationThis paper presents the study of fast discrete convolution calculation with use of the Polynomial Residue Number System (PRNS). Convolution can be based the algorithm similar to polynomial multiplication. The residue arithmetic allows for fast realization of multiplication and addition, which are the most important arithmetic operations in the implementation of convolution. The practical aspects of hardware realization of PRNS...
-
Fast clutter cancellation for noise radars via waveform design
PublicationCanceling clutter is an important, but very expensive part of signal processing in noise radars. It is shown that considerable improvements can be made to a simple least squares canceler if minor constraints are imposed onto noise waveform. Using a combination of FPGA and CPU, the proposed scheme is capable of canceling both stationary clutter and moving targets in real-time, even for high sampling rates.
-
FPGA realization of the high-speed binary-to-residue converter
Publicationprzedstawiono architekturę i realizację w technologii fpga konwertera z systemu binarnego do systemu resztowego. algorytm konwertera oparty jest na podziale słowa wejściowego na segmenty 4-bitowe i następnie obliczeniu reszty liczby reprezentowanej przez dany segment, sumowaniu binarnym przy zastosowaniu csa i redukcji modulo w układzie dwuoperandowego sumatora modulo.
-
A filter bank solution for active power filter control algorithms
PublicationThb paper describes the proposed active power fiIter (APF) with a new control circuit based on an algorithm using ufilter bank and a harmonic predictor. The conirol circuit was realized using the digiiaI signor processor ADSP-21065L and FPGA circuiL In the proposed circuit transient performunee of APF is improved The active power fdter circuil has been built and teste6 and some illustrative, experimental results are uIso presented...
-
Hardware accelerated implementation of wavelet transform for machine vision in road traffic monitoring system
PublicationW artykule został opisany system monitorowania ruchu drogowego wykorzystujący sprzętową implementację transformacji falkowej. System został zaimplementowany za pomocą procesora zrealizowanego w technologii FPGA i małej kamery z układem konwersji analogowo-cyfrowej. System wykorzystuje transformację falkową do detekcji zatorów na skrzyżowaniach. W artykule zostały przedstawione przykładowe rezultaty rozpoznawania zatorów drogowych...
-
RNS/TCS CONVERTER DESIGN USING HIGH-LEVEL SYNTHESIS IN FPGA
PublicationAn experimental high-level synthesis (HLS) of the residue number system (RNS) to two’s-complement system (TCS) converter in the Vivado Xilinx FPGA environment is shown. The assumed approach makes use of the Chinese Remainder Theorem I (CRT I). The HLS simplifies and accelerates the design and implementation process, moreover the HLS synthesized architecture requires less hardware by about 20% but the operational frequency is smaller...
-
Realizacja algorytmów szyfrowania symetrycznego w układach FPGA Xilinx Virtex II.
PublicationW pracy zaprezentowano realizację algorytmów szyfrowania symetrycznego w układach FPGA firmy Xilinx z najnowszej rodziny Virtex II. Podkreślono zalety użycia układów programowalnych w systemach kryptograficznych w stosunku do układów ASIC oraz rozwiązań programowych. Przedstawiono struktury szyfrów blokowych Rijndael, Serpent i Twofish oraz moduły składowe i sposób ich realizacji w układach FPGA. Porównano architektury przetwarzania...
-
COMPARISON OF SOFTWARE AND HARDWARE REALIZATION OF AES CRYPTOGRAPHIC ALGORITHM
PublicationIn this paper hardware and software realization of direct and inverse AES cryptographic algorithm is presented. Both implementations were made using the Virtex-II FPGA and were practically tested. As the criteria of comparison, the resource utilization, achieved performance and power dissipation were chosen. Hardware realization increases throughput of conversion about 190 times over software implementation and decreases the energy...
-
Scaling of signed residue numbers with mixed-radix conversion in FPGA with extended scaling factor selection
PublicationA scaling technique of signed residue numbers in FPGA is proposed. The technique is based on conversion of residue numbers to the Mixed-Radix System (MRS). The scaling factor is assumed to be a moduli product from the Residue Number System (RNS) base. Scaling is performed by scaling of MRS terms, the subsequent generation of residue representations of scaled terms, binary addition of these representations and generation of residues...