Publikacje
Filtry
wszystkich: 104
Katalog Publikacji
-
Pipelined division of signed numbers with the use of residue arithmetic in FPGA
PublikacjaAn 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...
-
Design and implementation principles of FIReWORK ONLINE - the VHDL autogenerator for hardware structures
PublikacjaThe 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...
-
Pipelined sceling of signed residue numbers with the mixed-radix conversion in the programmable gate array
PublikacjaIn this work a scaling technique of signed residue numbers is proposed. The method is based on conversion to the Mixed-Radix System (MRS) adapted for the FPGA implementation. The scaling factor is assumed to be a moduli product from the Residue Number System (RNS) base. Scaling is performed by scaling of terms of the mixed-radix expansion, generation of residue reprezentation of scaled terms, binary addition of these representations...
-
Scaling of numbers in residue arithmetic with the flexible selection of scaling factor
PublikacjaA scaling technique of numbers in resudue arithmetic with the flexible selection of the scaling factor is presented. The required scaling factor can be selected from the set of moduli products of the Residue Number System (RNS) base. By permutation of moduli of the number system base it is possible to create many auxilliary Mixed-Radix Systems associated with the given RNS with respect to the base, but they have different sets...
-
FIReWORK: FIR Filters Hardware Structures Auto-Generator
PublikacjaThe 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...
-
Pipelined division of signed numbers with the use of residue arithmetic for small number range with the programmable gate array
PublikacjaIn this work an architecture of the pipelined signed residue divider for the small number range is presented. Its operation is based on reciprocal calculation and multiplication by the dividend. The divisor in the signed binary form is used to compute the approximated reciprocal in the residue form by the table look-up. In order to limit the look-up table address an algorithm based on segmentation of the divisor into two segments...
-
Badania symulacyjne rozruchu silnika indukcyjnego steru strumieniowego statku
PublikacjaW artykule przedstawiono możliwości zastosowania modeli matematycznych elementów składowych steru strumieniowego statku oraz wykorzystania badań symulacyjnych przy doborze algorytmów sterowania. Przedstawione procedury oraz modele matematyczne zostaną włączone do systemu ekspertowego wspomagającego projektowanie statków.
-
Implementation of discrete convolution using polynomial residue representation
PublikacjaConvolution 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...
-
Radix-4 dft butterfly realization with the use of the modified quadratic residue number system
PublikacjaW pracy zaprezentowano projektowanie i realizację obliczenia motylkowego dft dla podstawy 4 z użyciem zespolonego systemu resztowego (CRNS) i zmodyfikowanego kwadratowego systemu resztowego (MQRNS). System MQRNS oprócz własności dekompozycyjnych pozwala na realizację mnożenia zespolonego przy zastosowaniu trzech mnożeń rzeczywistych. Przedstawiono konwertery wejściowy CRNS/MQRNS i wyjściowy MQRNS/CRNS, mnożenie zespolone w MQRNS,...
-
Radix-4 dft butterfly realization with the use of the modified quadratic residue number system
PublikacjaW 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.
-
FPGA realization of the high-speed residue-to-binary converter based on chinese remainder theorem
PublikacjaW pracy przedstawiono architekturę, realizację FPGA oraz symulację numeryczną na poziomie bitowym szybkiego konwertera z systemu resztowego do systemu binarnego dla modułów 5-bitowych opartego na chińskim twierdzeniu o resztach. Algorytm konwertera obejmuje obliczanie projekcji ortogonalnych poprzez odczyt pamięci oraz sumowanie modulo M realizowane dwustopniowo, pierwszy stopień oparty o sumatory CSA umożliwia redukcję do zakresu...
-
Implementation of discrete convolution using polynomial residue representation
Publikacja -
Discrete convolution based on polynomial residue representation
PublikacjaThis 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...
-
Analiza możliwości zastosowania środowiska SCILAB do wspomagania projektowania podsystemów energetycznych statków = Analysis of capability of using SCILAB for adding design of power ship subsystems
PublikacjaW artykule przedstawiono koncepcję wykorzystania środowiska symulacyjnego Scilab, modeli matematycznych oraz badań symulacyjnych przy projektowaniu podsystemów energetycznych statku. Zredagowano przykładową strukturę zawierającą model wysokoprężnego silnika oraz model śruby okrętowej. Przedstawione procedury oraz modele matematyczne zostaną włączone do systemu ekspertowego wspomagającego projektowanie statków. This paper deals...
-
FPGA realization of fir filter in residue arithmetic
Publikacjaw 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...
-
Methodological aspects of functional safety assessment
PublikacjaW artykule przedstawiono aktualne problemy analizy ryzyka i modelowania probabilistycznego w zarządzaniu bezpieczeństwem funkcjonalnym w cyklu życia systemów związanych z bezpieczeństwem. Zostały wyróżnione dwa podstawowe etapy w cyklu życia tych systemów, a mianowicie etap projektowania i etap eksploatacji. Z powodu złożoności i niepewności może być użyteczna w analizie ryzyka i modelowaniu probabilistycznym informacja zarówno...
-
Design of a complex multiplier based on the convolution with the use of the polynomial residue number system
Publikacjazaproponowano realizację mnożnika zespolonego opartego na algorytmie dekompozycyjnym skavantzosa i stouraitisa. mnożenie zespolone jest wykonywane jako splot 8-punktowy. przedstawiono przykład obliczeniowy i architekturę mnożnika dla małych liczb.
-
Zastosowanie modeli matematycznych przy projektowaniu podsystemów energetycznych statków
PublikacjaW artykule przedstawiono koncepcję wykorzystania modeli matematycznych oraz badań symulacyjnych przy projektowaniu podsystemów energetycznych statku. Przedstawione procedury oraz modele matematyczne zostaną włączone do systemu ekspertowego wspomagającego projektowanie statków.
-
Implementation of multi-operand addition in FPGA using high-level synthesis
PublikacjaThe 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...
-
RNS/TCS CONVERTER DESIGN USING HIGH-LEVEL SYNTHESIS IN FPGA
PublikacjaAn 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...
-
FPGA realization of an improved alpha max plus beta min algorithm
PublikacjaThe 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...
-
On configuration of residue scaling process in pipelined radix-4 MQRNS FFT processor
PublikacjaResidue scaling is needed in pipelined FFT radix-4 processors based on the Modified Quadratic Residue Number System (MQRNS) at the output of each butterfly. Such processor uses serial connection of radix-4 butterflies. Each butterfly comprises n subunits, one for each modulus of the RNS base and outputs four complex residue numbers. In order to prevent the arithmetic overflow in the succesive stage, every number has to be scaled,...
-
On simplification of residue scaling process in pipelined Radix-4 MQRNS FFT processor
PublikacjaResidue scaling is needed in pipelined FFT radix-4 processors based on the Modified Quadratic Residue Number System (MQRNS) at the output of each butterfly. Such processor uses serial connection of radix-4 butterflies. Each butterfly comprises n subunits, one for each modulus of the RNS base and generates four complex residue numbers. In order to prevent arithmetic overflow intermediate results after each butterfly have to be...
-
Pipelined Two-Operand Modular Adders
PublikacjaPipelined two-operand modular adder (TOMA) is one of basic components used in digital signal processing (DSP) systems that use the residue number system (RNS). Such modular adders are used in binary/residue and residue/binary converters, residue multipliers and scalers as well as within residue processing channels. The structure of pipelined TOMAs is usually obtained by inserting an appropriate number of pipeline register layers within...
-
HIGH LEVEL SYNTHESIS IN FPGA OF TCS/RNS CONVERTER
PublikacjaThe 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...
-
Rozpoznawanie oraz lokalizacja w obrazie przewodów linii wysokiego napięcia
PublikacjaW pracy przedstawiono opracowany algorytm rozpoznawania oraz lokalizacji przewodów linii wysokiego napięcia na podstawie obrazu horyzontalnego. Procedura detekcji przewodu została podzielona na trzy etapy. Pierwszy etap zawiera algorytm wykrywania krawędzi wykazujący największą czułość na krawędzie poziome, a jednocześnie brak czułości na krawędzie pionowe. Efektem jest znaczna redukcja liczby wykrytych krawędzi w porównaniu do...
-
Algorytmy wykrywania krawędzi w obrazie
PublikacjaWykrywanie krawędzi jest pierwszym etapem w cyfrowym przetwarzaniu obrazów. Operacja ta polega na usunięciu informacji takich jak kolor czy też jasność, a pozostawieniu jedynie krawędzi. Efektem tej operacji jest znaczna redukcja ilości danych do dalszej analizy. Pozwala to na zastosowanie w następnych etapach bardziej złożonych algorytmów rozpoznawania obiektów na podstawie kształtu. W artykule zaprezentowano zastosowanie algorytmów...
-
Zastosowanie koncepcji bezpieczeństwa funkcjonalnego w ocenie automatycznych synchronizatorów prądnic
PublikacjaW artykule podjęto próbę powiązania tematyki synchronizacji obiektów elektroenergetycznych z problematyką bezpieczeństwa funkcjonalnego. Synchronizacja automatyczna w systemie elektroenergetycznym jest bowiem od lat prowadzona z udziałem specjalistycznych urządzeń, jakimi są synchronizatory automatyczne o skomplikowanej strukturze sprzętowej i oprogramowaniu, a prawidłowy jej przebieg odgrywa istotną rolę z punktu widzenia bezpieczeństwa...
-
FPGA realization of the high-speed binary-to-residue converter
Publikacjaprzedstawiono 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.
-
High-speed fpga pipelined binary-to-residue converter
Publikacjaw pracy przedstawiono architekturę przepływowego konwertera z systemu z uzupełnieniem do 2 z systemu binarnego. zastosowano segmentację słowa wejściowego ze wstępną inwersją dla liczb ujemnych. reszty liczb reprezentowanych przez poszczególne segmenty są obliczane poprzez odczyt z pamięci adresowanej binarną reprezentacją segmentu. otrzymane reszty sumowane są w wielooperandowym sumatorze modulo z korekcją reszty dla liczb ujemnych.pracę...
-
FPGA realization of the high-speed residue-to-binary converter based on the Chinese Remainder Theorem
Publikacja...
-
BEZDOTYKOWY POMIAR TEMPERATURY Z WYKORZYSTANIEM MATRYCY IR Z KOMPENSACJĄ BŁĘDU BAZUJĄC NA WYZNACZANIU ODLEGŁOŚCI OD OBIEKTU
PublikacjaArtykuł przedstawia metody doboru parametrów algorytmu kompensacji błędu pomiaru temperatury przy użyciu czujnika termowizyjnego. W pracy przedstawiono analizę parametrów fizycznych obiektu oraz ich wpływ na dobór sensora do bezdotykowego pomiaru temperatury. Zaprezentowano również koncepcję urządzenia wyposażonego w termowizyjny czujnik matrycowy do autonomicznego pomiaru temperatury obiektu z automatyczną kompensacją błędu na...
-
Remote current measurement with FPGA digital processing
PublikacjaThe 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....
-
WYBRANE KIERUNKI BADAŃ W ZAKRESIE PODWÓJNEGO ZASTOSOWANIA ZAAWANSOWANYCH TECHNOLOGII ZARZĄDZANIA PRZEPŁYWEM CIEPŁA W CENTRACH DANYCH
PublikacjaW pracy przedstawiono wybrane kierunki badań związane z szeroko pojętą problematy-ką zarządzenia przepływem ciepła w nowoczesnych centrach danych. Autorzy pracy omówili trendy rozwojowe w zakresie rozwoju i ewolucji systemów zarządzania przepływem ciepła w centrach danych, z uwzględnieniem funkcji podwójnego zastosowania. W artykule wskazano także wybrane sposoby oraz zaprezentowano koncepcję i podstawowe założenia aktywnego systemu...
-
OBLICZANIE MODUŁU LICZBY ZESPOLONEJ W FPGA Z UŻYCIEM ALGORYTMU CORDIC
PublikacjaW 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...
-
Zdalny pomiar pradu z możliwością obróbki w FPGA
PublikacjaW artykule przedstawiono realizację modułowego systemu pomiarowo-kontrolnegosterującego wariantami zasilania odbiorników 230 V. System umożliwia kontrolępoboru prądu przez urządzenia infrastruktury informatycznej w biurze. Wykrywamoment pojawienia się obniżonego poboru prądu przez urządzenia. Umożliwia toodłączenie ich od zasilania celem obniżenia kosztów zużycia energii. Do pomiaru prąduwykorzystano moduły przetworników scalonych...
-
FPGA computation of magnitude of complex numbers using modified CORDIC algorithm
PublikacjaIn 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...
-
Szeregowe sterowanie maszyną CNC
PublikacjaW artykule przedstawiono projekt urządzenia klasy CNC. Opracowano nowy sposób sterowania elementami wykonawczymi odciążający komputer centralny poprzez ograniczenie jego roli do wysyłania poleceń do mikrokontrolera sterującego, zamiast bezpośrednio do elementów wykonawczych. Uzyskano to poprzez wykorzystanie protokołu szeregowego z użyciem portu USB do sterowania maszyną CNC.
-
REALIZACJA NA POZIOMIE RTL OBLICZANIA PIERWIASTKA KWADRATOWEGO Z UŻYCIEM METODY NIEODTWARZAJĄCEJ
PublikacjaObliczanie pierwiastka kwadratowego jest jedną z kluczowych operacji cyfrowego przetwarzania sygnałów szczególnie przy obliczaniu modułu sygnałów zespolonych. W pracy przedstawiono algorytm obliczania pierwiastka kwadratowego metodą nieodtwarzającą oraz jego układową realizację. Metoda umożliwia oszczędną realizację układową bazującą na sumatorach i rejestrach. Przeanalizowano wymagania sprzętowe obliczania pierwiastka kwadratowego...
-
DEDYKOWANY SYSTEM MONITORINGU WARUNKÓW KLIMATYCZNYCH W CENTRUM DANYCH
PublikacjaKoszty utrzymania centrum danych istotnie zależą od kosztów zużycia energii elektrycznej. Zapotrzebowanie na energię elektryczną w tego typu obiektach można optymalizować poprzez monitoring warunków klimatycznych oraz odpowiednie sterowanie czasem pracy urządzeń je utrzymujących. W pracy przedstawiono analizę czynników wpływających na zużycie energii elektrycznej w centrach danych oraz ich wpływ na koszty zużycia energii. Przedstawiono...
-
WYBRANE PROBLEMY BADAWCZE Z ZAKRESU MODELOWANIA PRZEPŁYWÓW POWIETRZA, ROZKŁADU TEMPERATUR ORAZ PRZESTRZENNEGO PLANOWANIA CENTRÓW DANYCH
PublikacjaW pracy opisano wybrane problemy z zakresu modelowania przepływów powietrza, rozkładu temperatur oraz przestrzennego planowania serwerowni centrów danych. Dodatkowo, omówiono szczegółowo wybrane kierunki badań związane z szeroko pojętą problematyką obniżania kosztów zużycia energii w nowoczesnych serwerowniach poprzez odpowiednie zarządzenie przepływem ciepła w tego typu obiektach. Przedstawiono także trendy rozwojowe w zakresie...
-
Serial control of CNC machines
PublikacjaIn this paper a new method of the serial control of CNC machines is proposed. Actuators are controlled locally and the role of the central computer is limited to sending commands to the controller instead of sending it directly to actuators. It has been achieved with the use of the serial protocol with the use of the USB port. The taken approach leads to more reliable operation because commands are buffered and no synchronization...
-
Implementation of magnitude calculation of complex numbers using improved alpha max plus beta min algorithm
PublikacjaThe paper presents the hardware implementation of the improved alpha max plus beta min algorithm for calculating the magnitude of complex numbers. This version of the algorithm requires the general division which is performed using a noniterative multiplicative division algorithm. We analyze in detail the division algorithm, its error and the impact of finite word-length signal representations on the assumed total computation error....
-
Użytkowy model matematyczny quadrocoptera do celów sterowania
PublikacjaCelem pracy jest budowa użytkowego modelu matematycznego quadrocoptera (QC) z uwzględnieniem urządzeń wykonawczych (UW) oraz identyfikacja jego parametrów. Zadanie identyfikacji sprowadzono do rozwiązania trzech zadań optymalizacji. Wynikiem prac jest model QC uwzględniający wpływ zmian napięcia zasilania na działanie UW.
-
Improved magnitude estimation of complex numbers using alpha max and beta min algorithm
PublikacjaThe paper presents an improved algorithm for calculating the magnitude of complex numbers. This problem, which is a special case of square rooting, occurs for example, in FFT processors and complex FIR filters. The proposed method of magnitude calculation makes use of the modified alpha max and beta min algorithm. The improved version of the algorithm allows to control the maximum magnitude approximation error by using an adequate...
-
Overhead wires detection by FPGA real-time image processing
PublikacjaThe paper presents design and hardware implementation of real-time image filtering for overhead wires detection divided on image processing and results presentation blocks. The image processing block was separated from the whole implementation, and its delay and hardware complexity was analysed. Also the maximum frequency of image processing of the proposed implementation was estimated.
-
Power efficient thrust allocation algorithms in design of dynamically positioned ships
PublikacjaAssessment of power consumption on a Dynamically Positioned (DP) ship in the early design stage can assist crucial design choices. The study presents a comparison between two algorithms of optimal thrust allocation in a propulsion system for an over-actuated DP ship. Applied algorithms were Quadratic Programming (QP) and Non- dominated Sorting Genetic Algorithm II (NSGAII). Based on both approaches, tools were developed for ship...
-
Przegląd metod szybkiego prototypowania algorytmów uczenia maszynowego w FPGA
PublikacjaW 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.
-
Comparison of thresholding algorithms for automatic overhead line detection procedure
PublikacjaThe article presents an overview of the thresholding algorithms. It compares the algorithms proposed by Pun, Kittler, Niblack, Huang, Rosenfeld, Remesh, Lloyd, Riddler, Otsu, Yanni, Kapur and Jawahar. Additionally, it was tested how the tuning of the Pun, Jawahar and Niblack methods affects the thresholding efficiency and proposed a combination of the Pun algorithm with a priori algorithm. All presented algorithms have been implemented...
-
Sprzętowa implementacja transformacji Hougha w czasie rzeczywistym
PublikacjaW 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...