Search
Search results for: algorytmy ai, fpga, szybkie prototypowanie w fpga
-
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.
-
Realization of multi-operand modular adders in the FPGA technology
PublicationW pracy opisano projektowanie i realizację struktur wielooperandowych sumatorów modularnych (MOMA) w środowisku Xilinx FPGA z użyciem technologii Virtex-6. Projekt oparty jest na pamięciach LUT (26x1), które symulują małe pamięci RAM służące jako podstawowy komponent do realizacji sumatorów. W pracy pokazano MOMA dla dodawania modularnego operandów 5-bitowych. Najpierw rozważono ogólne struktury MOMA i następnie dwa podstawowe...
-
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...
-
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,...
-
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...
-
Design and realization of two-operand modular adders in the FPGA
PublicationW pracy zaprezentowano strukturę sumatorów modularnych w środowisku Xilinx z użyciem rodziny układów Virtex-6. Rozważono dwa typy sumatorów, jeden dla modułów 5-bitowych i drugi dla 6-bitowych. Zaprojektowano ich struktury i podano eksperymentalne wyniki implementacji.
-
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...
-
Inrush and short circuit current identification based on real-time spectral analysis with the use of the FPGA FFT processor
PublicationW artykule przedstawiono krótkookresową analize widmową prądu załączeniowego i prądu zwarciowego transformatora w czasie rzeczywistym z zastosowaniem procesora FFT zrealizowanego w FPGA. Otrzymane widmo ułatwia rozróżnienie rodzaju prądu, co może być zastosowanei do lepszego sterowania zabezpieczneiem różnicowo-prądowym. Określono tez teoretyczne przebiegi prądów dla przyjetego modelu transformatora. Przeprowadzono ponadto analizę...
-
FPGA implementation of reverse residue conversion based on the new Chinese Remainder Theorem II- Part II,- Experimantal results
PublicationW pracy opisano realizację sprzętową konwertera z systemu resztowego do systemu binarnego. Konwerter jest oparty na nowej formie chińskiego twierdzenia o resztach CRT II. Teoretyczne aspekty takiej konwersji przedstawiono w części I. Implementację konwertera wykonano w środowisku Xilinx FPGA. Zaprezentowano ogólną architekturę konwertera, a także opisano realizację wybranych bloków. Podano ilość koniecznych zasobów sprzętowych...
-
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.
-
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...
-
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...
-
Zastosowanie układów FPGA w kryptografii.
PublicationW pracy przedstawiono podstawowe wymagania realizacji systemów kryptograficznych: fizyczne bezpieczeństwo, dużą przepustowość i możliwość zmiany algorytmów. Wykazano, że spośród przeanalizowanych technologii tylko układy programowalne spełniają wymienione założenia. W dalszej części opisano budowę układów FPGA, ich składowe bloki funkcjonalne oraz ogólny schemat działania algorytmów szyfrowania. Omówiono własności różnych trybów...
-
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...
-
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...
-
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.
-
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...
-
Szybkie prototypowanie SCR w systemach automatyki napędu elektrycznego
PublicationBudowę układu napędowego poprzedza okres badań i prób uruchomieniowych poszczególnych elementów składowych. Sprawdzenie układu sterowania jest elementem, który wymaga najwięcej czasu, a błędy mogą spowodować uszkodzenia w części energoelektronicznej układu. W rozdziale przedstawiono metodę szybkiego prototypowania wykorzystywaną przy uruchamianiu nowych układów napędowych. Połączenie procesora sygnałowego z komputerem umożliwia...
-
Power equalization of AES FPGA implementation
PublicationThis paper briefly introduces side channel attacks on cryptographic hardware with special emphasis on differential power analysis(DPA). Based on existing countermeasures against DPA, design method combining power equalization for synchronous and combinatorialcircuits has been proposed. AES algorithm has been implemented in Xilinx Spartan II-E field programmable gate array (FPGA) deviceusing the standard and power-equalized methods....
-
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...
-
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.
-
Remote current measurement with FPGA digital processing
PublicationThe work presents an implementation of a modular measurement and control systemthat controls variants of mains supply of 230V electrical equipment. The system allowsto supervise power consumption in the office electronic equipment. The system detectsthe instant of the reduced power consumption by a device and makes possible itsswitch-off in order to reduce energy cost. The current is measured with integratedcurrent/voltage converters....
-
FPGA realization of fir filter in residue arithmetic
Publicationw pracy zaprezentowano realizację fpga przepływowego filtru fir o stałych współczynnikach w arytmetyce resztowej z użyciem 8 5-bitowych modułów o łącznym zakresie liczbowym 37.07 bita. zastosowano formębezpośrednią fir. mnożenia wykonywane są przy użyciu odczytu z pamięci. sumowania w każdym z kanałów są realizowane przy zastosowaniu wielopoziomowej struktury sumatora opartego o 4-operandowe sumatory csa. w stopniu końcowym wykonywane...
-
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.
-
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...
-
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...
-
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.
-
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.
-
Naval mine detection system based of FPGA circuit
PublicationElectrochemical processes take place in a metal object immersed into sea water even if an anticorrosive coating is applied [1]. As a result, flowing field appears around the object. There are naval mines between many other objects situated in the sea. Naval mines can be put in the seabed in order to be more difficult to detect by sonars. Such a mine is located on the line demarking two environments of different electrical conductivity....
-
FPGA implementation of the multiplication operation in multiple-precision arithmetic
PublicationAlthough standard 32/64-bit arithmetic is sufficient to solve most of the scientific-computing problems, there are still problems that require higher numerical precision. Multiple-precision arithmetic (MPA) libraries are software tools for emulation of computations in a user-defined precision. However, availability of a reconfigurable cards based on field-programmable gate arrays (FPGAs) in computing systems allows one to implement...
-
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....
-
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...
-
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...
-
FPGA and ASIC implementation of the algorithm for traffic monitoring in urban areas
PublicationW artykule przedstawiono algorytm detekcji obrazu oraz jego realizację sprzętową w technikach FPGA i ASIC. Algorytm ten dedykowany jest do detekcji ruchu pojazdów i jest realizowany w czasie rzeczywistym. Użyto pojedynczą, umieszczoną na stałe kamerę monochromatyczną o niskiej rozdzielczości. Wykonywane są również operacje eliminacji cieni i rozjaśnień obrazu. Nachodzenie obiektów na siebie nie jest brane pod uwagę. Realizacja...
-
System detekcji miny morskiej oparty na układzie FPGA
PublicationObiekt metalowy znajdujący się w wodzie morskiej wytwarza wokół siebie pole elektryczne. Źródłem tego pola są procesy elektrochemiczne. Wśród wielu metalowych obiektów znajdujących się w morzu są miny morskie. Miny denne często ukryte są w dnie morza w celu utrudnienia ich wykrycia przez sonary. W pracy przedstawiono wyniki analizy numerycznej wpływu przewodności elektrycznej dna na rozkład pola elektrycznego oraz opisano system...
-
Pipelined division of signed numbers with the use of residue arithmetic in FPGA
PublicationAn architecture of a pipelined signed residue divider for small number ranges is presented. The divider makes use of the multiplicative division algorithm where initially the reciprocal of the divisor is calculated and subsequently multiplied by the dividend. The divisor represented in the signed binary form is used to compute the approximated reciprocal in the residue form by the table look-up. In order to reduce the needed length...
-
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...
-
Sprzętowa realizacja algorytmu przepływu optycznego w układzie FPGA
PublicationW pracy przedstawiono efektywną procedurę uproszczenia algorytmu typu optical flow (OF) oraz jego realizacje sprzętową w technologii układów FPGA. Zmodyfikowany algorytm bazuje na lokalnym dopasowaniu (korelacji) podobszarów ramki aktualnej i poprzedniej. W strukturze opracowanego algorytmu wykorzystano 1-wymiarową reprezentację podobszarów oraz zapis intensywności w kodzie Gray'a, co zmniejszyło złożoność obliczeniową przy zachowaniu...
-
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.
-
FPGA computation of magnitude of complex numbers using modified CORDIC algorithm
PublicationIn this work we present computation of the magnitude of complex numbers using a modified version of the CORDIC algorithm that uses only five iterations. The relationship between the computation error and the number of CORDIC iterations are presented for floating-point and integer arithmetics. The proposed modification of CORDIC for integer arithmetic relies upon the introduction of correction once basic computations are performed...
-
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...
-
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.
-
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...
-
Implementation of multi-operand addition in FPGA using high-level synthesis
PublicationThe paper presents the results of high-level synthesis (HLS) of multi-operand adders in FPGA using the Vivado Xilinx environment. The aim was to estimate the hardware amount and latency of adders described in C-code. The main task of the presented experiments was to compare the implementations of the carry-save adder (CSA) type multi-operand adders obtained as the effect of the HLS synthesis and those based on the basic component...
-
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.
-
implementacja algorytmu stabilizacji obrazu z kamery w układzie FPGA
PublicationW systemach monitorujących ruch uliczny wykorzystywane są algorytmy wstępnego przetwarzania obrazu takie jak: filtracji, kompresji oraz stabilizacji. Algorytmom tym stawiane są następujące wymagania: praca w czasie rzeczywistym, minimalna moc pobierana ze źródła zasilania (systemy zasilane bateryjnie), zajmowanie niewielkich zasobów sprzętowych (układy FPGA czy CPLD) oraz wykonywanie jedynie podstawowych operacji arytmetycznych...
-
Fpga implementation of the two-stage high-speed fir filter in residue arithmetic
Publicationw pracy przedstawiono implementację szybkiego, dwustopniowego kaskadowego filtru fir w technologii fpga z użyciem arytmetyki resztowej. zastosowanie arytmetyki resztowej pozwala na uzyskanie dużych częstotliwości potokowania w związku z użyciem małych mnożników. zalety arytmetyki resztowej są ograniczane w pewnym stopniu koniecznością wykonywania skalowania po pierwszym stopniu filtru celem uniknięcia nadmiaru arytmetycznego. w...
-
Zastosowanie FPGA i CPLD w systemach CPS
e-Learning Courses -
Measurement of magnetic signals of vehicles with denoising by matched filtering with FPGA FFT processor
PublicationW artykule przedstawiono realizację systemu do analizy i identyfikacji pojazdów oparty na pomiarze indukcji magnetycznej. Proponowany system może być zastosowany do wykrywania i identyfikacji pojadów zawierających elementy ferromagnetyczne, które zaburzają pole magnetyczne ziemi. Zaburzenie to można zmierzyć przy zastosowaniu trójosiowych magnetometrów transduktorowych, pracującyh w układzie różnicowycm. Zastosowano w systemie...
-
OBLICZANIE MODUŁU LICZBY ZESPOLONEJ W FPGA Z UŻYCIEM ALGORYTMU CORDIC
PublicationW pracy przedstawiono obliczanie modułu liczb zespolonych z użyciem zmodyfikowanejwersji algorytmu CORDIC przy zastosowaniu pięciu stopni iteracyjnych. Zaprezentowanozależność wielkości błędu od liczby stopni algorytmu CORDIC dla arytmetykizmiennoprzecinkowej jak również zbadano wpływ użycia arytmetyki całkowitej.Zaproponowana modyfikacja algorytmu CORDIC dla arytmetyki całkowitej polega nawprowadzeniu korekcji po zakończeniu podstawowych...