{"id":97792,"date":"2009-09-12T00:00:00","date_gmt":"2009-09-12T00:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/sin-categoria\/efficient-hardware-architectures-for-the-computation-of-the-fft-and-other-related-signal-processing-algorithms-in-real-time\/"},"modified":"2009-09-12T00:00:00","modified_gmt":"2009-09-12T00:00:00","slug":"efficient-hardware-architectures-for-the-computation-of-the-fft-and-other-related-signal-processing-algorithms-in-real-time","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/sistemas-en-tiempo-real\/efficient-hardware-architectures-for-the-computation-of-the-fft-and-other-related-signal-processing-algorithms-in-real-time\/","title":{"rendered":"Efficient hardware architectures for the computation of the fft and other related signal processing algorithms in real time"},"content":{"rendered":"<h2>Tesis doctoral de <strong> Mario Garrido G\u00e1lvez <\/strong><\/h2>\n<p>La presente tesis se centra en el desarrollo de arquitecturas de circuito de altas  prestaciones para el c\u00e1lculo en tiempo real de varios algoritmos de procesado de se\u00f1al relacionados con la transformada de fourier. En concreto, se aborda el an\u00e1lisis y dise\u00f1o de circuitos que permiten obtener la fft (fast fourier transform), la fft de entradas reales o rfft (real-valued fast fourier transform), la stft (short-time fourier transform) y la fft bidimensional o 2d-fft. Para obtener las mayores prestaciones de procesado de se\u00f1al hay que recurrir a dispositivos hardware como los asics (application specific integrated circuit) o las fpgas (field programmable gate array). En estos dispositivos es posible programar circuitos ad hoc que adem\u00e1s funcionen a altas velocidades de reloj. Por ello en la tesis se estudian aquellas arquitecturas circuitales que pueden ser programadas en estos dispositivos. Adem\u00e1s, de las arquitecturas existentes se consideran fundamentalmente las denominadas en pipeline, puesto que con ellas se pueden obtener las mayores prestaciones en tiempo real.  con este objetivo se propone un nuevo modelo basado en la teor\u00eda de hipercubos y en permutaciones bit-dimensionales de datos que permite relacionar los algoritmos de procesado de se\u00f1al con sus arquitecturas circuitales. De esta forma es posible determinar aquellas caracter\u00edsticas del algoritmo que la arquitectura debe cumplir. Ello hace que este modelo no s\u00f3lo sirva para analizar los dise\u00f1os existentes, sino que tambi\u00e9n se puede emplear para dise\u00f1ar nuevas arquitecturas.  entre los dise\u00f1os propuestos cabe destacar, por una parte, las nuevas arquitecturas para el c\u00e1lculo de la fft de cualquier n\u00famero de muestras de entrada en paralelo. As\u00ed, es posible seleccionar arbitrariamente tasa de transferencia del circuito, que crece linealmente con el n\u00famero de datos en paralelo que procesa. Adem\u00e1s, el uso de radix-2^2 en estas arquitecturas permite reducir el n\u00famero de componentes del circuito respecto a otros valores de radix. Por otra parte, en la tesis se presentan las primeras arquitecturas en pipeline de la rfft. Con ellas se obtienen altas prestaciones en el c\u00e1lculo de la rfft en tiempo real, utilizando a su vez menos recursos que los empleados en otros dise\u00f1os. Adem\u00e1s, las arquitecturas propuestas de la fft y rfft se pueden emplear tambi\u00e9n para calcular la stft de manera eficiente.  respecto a la fft bidimensional se ha abordado el problema de transponer una matriz, que normalmente resulta ser el cuello de botella cuando los c\u00e1lculos se realizan en tiempo real. As\u00ed, se ha visto que es posible seguir ciertas estrategias de lectura y escritura que permiten transponer series de matrices utilizando una memoria de tama\u00f1o igual al n\u00famero de muestras de la transformaci\u00f3n. Esto hace que no sea necesario recurrir a estrategias como el doble buffer.  por otra parte, se ha propuesto una mejora del algoritmo cordic para el c\u00e1lculo de las rotaciones de la fft. La mayor ventaja radica en el hecho del que el circuito no requiere el empleo de memoria para las rotaciones, puesto que es posible ir generando los valores de rotaci\u00f3n. Esta mejora resulta importante cuando el n\u00famero de puntos de la fft es elevado, puesto que el tama\u00f1o de la memoria de rotaciones crece normalmente de forma lineal con dicho n\u00famero.  finalmente, cabe destacar que los algoritmos estudiados son el elemento fundamental en un gran n\u00famero de aplicaciones de procesado de se\u00f1al. Adem\u00e1s, la evoluci\u00f3n de muchas de estas aplicaciones pasa por obtener los resultados en tiempo real. Por lo tanto, la tesis ofrece un gran abanico de soluciones para numerosas aplicaciones actuales, pero tambi\u00e9n abre las puertas para el desarrollo de aplicaciones futuras.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h3>Datos acad\u00e9micos de la tesis doctoral \u00ab<strong>Efficient hardware architectures for the computation of the fft and other related signal processing algorithms in real time<\/strong>\u00ab<\/h3>\n<ul>\n<li><strong>T\u00edtulo de la tesis:<\/strong>\u00a0 Efficient hardware architectures for the computation of the fft and other related signal processing algorithms in real time <\/li>\n<li><strong>Autor:<\/strong>\u00a0 Mario Garrido G\u00e1lvez <\/li>\n<li><strong>Universidad:<\/strong>\u00a0 Polit\u00e9cnica de Madrid<\/li>\n<li><strong>Fecha de lectura de la tesis:<\/strong>\u00a0 09\/12\/2009<\/li>\n<\/ul>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h3>Direcci\u00f3n y tribunal<\/h3>\n<ul>\n<li><strong>Director de la tesis<\/strong>\n<ul>\n<li>Jes\u00fas Grajal De La Fuente<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<li><strong>Tribunal<\/strong>\n<ul>\n<li>Presidente del tribunal: narciso Garc\u00eda santos <\/li>\n<li>oscar Gustafsson (vocal)<\/li>\n<li>Jos\u00e9 Manuel Mendias  cuadros (vocal)<\/li>\n<li>peter Pirsch (vocal)<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<\/ul>\n<p>&nbsp;<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Tesis doctoral de Mario Garrido G\u00e1lvez La presente tesis se centra en el desarrollo de arquitecturas de circuito de altas 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