High level power efficient synthesis of FIR based digital systems
Sonlu Dürtü Yanıtlı süzgeç temelli sayısal sistemlerin yüksek seviyede güç verimliliğine göre sentezi
- Tez No: 179076
- Danışmanlar: PROF. DR. GÜNHAN DÜNDAR
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2008
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü
- Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 113
Özet
Sayısal süzgeçler işaret işleme uygulamalarında en sık kullanılan devrelerdendir. Sayısal süzgeçlerin bir çeşidi olan sonlu dürtü yanıtlı (SDY) süzgeçler kararlılık, doğrusal faz ve kuantalamaya karşı düşük hassasiyetli olmaları sebebiyle tercih edilmektedirler. Fakat, arzulanan bu özelliklerin yanında hesaplama külfeti artmaktadır. Dolayısıyla fazla güç harcamaktadırlar. Bu ise, az güç sarfiyatı gerektiren günümüz uygulamalarının ihtiyaçlariyla çelişmektedir.Bu çalışmada, SDY süzgeçlerin az güç harcayacak şekilde tasarımını sağlayan bir metodoloji önerilmektedir. Önerilen metodoloji bir yazılım araci şeklinde gerçeklenmiştir. Araca, kullanıcı tarafından sadece süzgeç karakteristikleri girilmektedir. Araç, süzgecin paralel veya ardışıl gerçeklenecek olmasına göre güç sarfiyatı optimize edilmiş devreyi veya süzgeç katsayılarını çıktı olarak vermektedir. Paralel gerçeklemede harcanan güç süzgeç katsayılarının ikili düzen gösteriminde içerdiği `bir' sayısıyla ilintilidir. Öte yandan, ardışıl gerçekleme programlanabilir işlemciler üzerinde olmaktadır. Burada katsayılar ardışıl olarak işlemcinin çarpıcı toplayıcı ünitesine girilmektedir. Güç sarfiyatı birbiri ardısıra girilen katsayılar arasındaki anahtarlama sıklığına bağlı olarak artmaktadır. Bu çalışmanın ana katkısı, az güç harcayan ve az donanım gerektiren SDY süzgeç tasarımına uygun yeni bir süzgeç tasarım algoritmasıdır. Bu algoritmayla, daha az güç sarfederekten istenen süzgeç frekans karakteristiğini sağlayan süzgeç katsayıları bulunmaktadır. Önerilen algoritmanın, en kötü şart koşma süresi üstel olarak artmaktadir. Fakat, gayet kısa bir zaman içinde iyi sonuçlar bulabiliyor olması bir bilgisayar destekli tasarım aleti olarak kullanılmasına olanak sağlamaktadır. Algoritmanın şimdiye kadar önerilmiş yöntemlere olan üstünlüğü değişik açılardan (tasarım zamanı, güç sarfiyatı, donanım karmaşıklığı) çeşitli örnek süzgeçler tasarlanarak doğrulanmıştır.
Özet (Çeviri)
Digital filters are the most frequently used elements in signal processing applications. Among digital filters, FIR filters are preferred due to their stability, easily achievable linear-phase property, and low quantization wordlength sensitivity. All these desirable properties come with a drawback: increased computational workload. This, in turn, leads to excessive amount of power dissipation which is a bottleneck for today?s low power demanding applications.In this work, a low-power design methodology for the design of FIR filters is proposed. The methodology is implemented in a software tool where the user gives only the characteristics of the FIR filter. The tool generates the power optimized circuit/coefficient set depending on the type of realization of the filter: parallel/sequential. For the parallel realization using constant coefficients, power is related to the number of nonzero digits in the binary notation of the filter coefficients. On the other hand, the sequential realization of FIR filters is done on programmable processors where coefficients are successively applied to the inputs of a multiply accumulate unit. Hence, switching activity between successively applied coefficients is important for low power design. In this context, a novel algorithm for the design of low-power and hardware efficient linear-phase FIR filters is proposed which is the main contribution of this work. The algorithm finds filter coefficients with reduced complexity (number of ones in coefficients, switching activity between coefficients) given the filter frequency response characteristics. Although the worst case run time of the algorithm is exponential, its capability to find appreciably good solutions in a reasonable amount of time makes it a desirable CAD tool for designing low-power and hardware efficient FIR filters. The superiority of the algorithm on existing methods in terms of design time, hardware complexity, and power performance is shown with several design examples for both parallel and sequential realizations of FIR filters.
Benzer Tezler
- Development of a high-level synthesis tool specialized on FIR-based multirate systems
SOY tabanlı çoklu hızlı sistemlerde uzman yüksek seviye sentezleyici geliştirilmesi
ARDA YURDAKUL
Doktora
İngilizce
1999
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜNHAN DÜNDAR
- Konteyner gemilerin yatırım analizi
Başlık çevirisi yok
NEDİM SUKAS
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. A. YÜCEL ODABAŞI
- Organik tabanlı güneş hücrelerinde kullanılabilecek ftalosiyaninlerin hesapsal olarak araştırılması, tasarımı ve sentezi
Design, computational screening and synthesis of novel phthalocyanines as organic based solar cell materials
MERAL ARI
- A refined methodology tor model-based FPGA hardware design: An example of quadrotor dynamical model implementation
Model tabanlı FPGA donanımı tasarımında iyileştirilmiş bir yöntem sistemi: Bir dört rotorlu için dinamik model gerçekleme örneği
SEZER MEMİŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiSavunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ RAMAZAN YENİÇERİ
- Novel quantum dot and fluorescent protein based liquidlight-emitting diodes and luminescent solar concentrators
Yeni kuantum nokta ve floresan protein tabanlı sıvı ışık yayan diyotlar ve lüminesans güneş konsantratörleri
SADRA SADEGHI
Doktora
İngilizce
2020
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKoç ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SEDAT NİZAMOĞLU