Implementação do algoritmo Radix-2 para cálculo da FFT em FPGA
Autor(a) principal: | |
---|---|
Data de Publicação: | 2018 |
Tipo de documento: | Trabalho de conclusão de curso |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) |
Texto Completo: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/14923 |
Resumo: | O presente trabalho aborda o desenvolvimento de um hardware dedicado ao cálculo da Transformada Rápida de Fourier (FFT), a partir da implementação do algoritmo Radix-2 em uma FPGA, conferindo paralelismo a fim aumentar a eficiência no cômputo da FFT. Para isso, são introduzidos os conceitos principais sobre a FFT, o algoritmo Radix-2, o algoritmo CORDIC, e o projeto de parâmetros que maximizam o desempenho desses algoritmos. O dispositivo escolhido para implementação é o ZynqBerry - TE0726, o qual é equipado com a FPGA da família Zynq-700. Neste trabalho são implementadas duas arquiteturas de FFT. A primeira FFT possui 16 pontos, e é computada com apenas 12 ciclos de clock, atingindo um desempenho de SQNR de 52dB. A segunda FFT possui 1024 pontos, e é computada com 1728 ciclos clock, atingindo um desempenho SQNR de 41dB. Ao final deste trabalho é possível compreender como é projetado e implementado uma FFT de bom desempenho, em um ambiente vantajoso como a FPGA. |
id |
UTFPR-12_8187a46ec9e4182797d85994a374bed0 |
---|---|
oai_identifier_str |
oai:repositorio.utfpr.edu.br:1/14923 |
network_acronym_str |
UTFPR-12 |
network_name_str |
Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) |
repository_id_str |
|
spelling |
2020-11-18T17:34:21Z2020-11-18T17:34:21Z2018-11-22BARBOSA, Callebe Soares. Implementação do algoritmo Radix-2 para cálculo da FFT em FPGA. 2018. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Elétrica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2018.http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/14923O presente trabalho aborda o desenvolvimento de um hardware dedicado ao cálculo da Transformada Rápida de Fourier (FFT), a partir da implementação do algoritmo Radix-2 em uma FPGA, conferindo paralelismo a fim aumentar a eficiência no cômputo da FFT. Para isso, são introduzidos os conceitos principais sobre a FFT, o algoritmo Radix-2, o algoritmo CORDIC, e o projeto de parâmetros que maximizam o desempenho desses algoritmos. O dispositivo escolhido para implementação é o ZynqBerry - TE0726, o qual é equipado com a FPGA da família Zynq-700. Neste trabalho são implementadas duas arquiteturas de FFT. A primeira FFT possui 16 pontos, e é computada com apenas 12 ciclos de clock, atingindo um desempenho de SQNR de 52dB. A segunda FFT possui 1024 pontos, e é computada com 1728 ciclos clock, atingindo um desempenho SQNR de 41dB. Ao final deste trabalho é possível compreender como é projetado e implementado uma FFT de bom desempenho, em um ambiente vantajoso como a FPGA.The objective of this work is the development of a specific hardware for the calculation of Fast Fourier Transform (FFT), based on the implementation of the Radix-2 algorithm in FPGA, using parallelism to increase the computational efficiency. This work introduce the main concepts about FFT, the Radix-2 algorithm, the CORDIC algorithm, and the project of parameters that maximize the performance of these algorithms. The device chosen for FFT implementation is the ZynqBerry - TE0726, which has an FPGA of the Zynq-700 family.0. Two FFT architectures are implemented in this work; the first FFT has 16 points, and is computed with only 12 cycles of textit clock, achieving a SQNR performance of 52dB. The second FFT has 1024 points, and is computed with 1728 clock cycles, achieving a SQNR performance of 41dB. At the end it is possible to understand how an FFT is designed and implemented in an advantageous environment such as the FPGA.porUniversidade Tecnológica Federal do ParanáPato BrancoEngenharia ElétricaUTFPRBrasilDepartamento Acadêmico de ElétricaCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICAFourier, Transformadas deAlgorítmosArquitetura de rede de computadorProcessamento de imagensFourier transformationsAlgorithmsComputer network architecturesImage processingImplementação do algoritmo Radix-2 para cálculo da FFT em FPGAImplementation of the Radix-2 algorithm for the calculation of FFT in FPGAinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisPato BrancoBertotti, Fabio LuizBertotti, Fabio LuizGuarneri, Giovanni AlfredoCosta, Jean Patric daBarbosa, Callebe Soaresinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPRORIGINALPB_COELT_2018_2_04.pdfapplication/pdf5927673http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/14923/1/PB_COELT_2018_2_04.pdffbdd998f29d15089ed18e01bcfd36cd1MD51LICENSElicense.txttext/plain1290http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/14923/2/license.txtb9d82215ab23456fa2d8b49c5df1b95bMD52TEXTPB_COELT_2018_2_04.pdf.txtExtracted texttext/plain137736http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/14923/3/PB_COELT_2018_2_04.pdf.txtf90d5952ade95d81dad27bd218be046aMD53THUMBNAILPB_COELT_2018_2_04.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1352http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/14923/4/PB_COELT_2018_2_04.pdf.jpge9b9dd8a5fe41b6b7fcf9fe0514e62f8MD541/149232020-11-18 15:34:22.022oai:repositorio.utfpr.edu.br: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ório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestopendoar:2020-11-18T17:34:22Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false |
dc.title.pt_BR.fl_str_mv |
Implementação do algoritmo Radix-2 para cálculo da FFT em FPGA |
dc.title.alternative.pt_BR.fl_str_mv |
Implementation of the Radix-2 algorithm for the calculation of FFT in FPGA |
title |
Implementação do algoritmo Radix-2 para cálculo da FFT em FPGA |
spellingShingle |
Implementação do algoritmo Radix-2 para cálculo da FFT em FPGA Barbosa, Callebe Soares CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA Fourier, Transformadas de Algorítmos Arquitetura de rede de computador Processamento de imagens Fourier transformations Algorithms Computer network architectures Image processing |
title_short |
Implementação do algoritmo Radix-2 para cálculo da FFT em FPGA |
title_full |
Implementação do algoritmo Radix-2 para cálculo da FFT em FPGA |
title_fullStr |
Implementação do algoritmo Radix-2 para cálculo da FFT em FPGA |
title_full_unstemmed |
Implementação do algoritmo Radix-2 para cálculo da FFT em FPGA |
title_sort |
Implementação do algoritmo Radix-2 para cálculo da FFT em FPGA |
author |
Barbosa, Callebe Soares |
author_facet |
Barbosa, Callebe Soares |
author_role |
author |
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv |
Bertotti, Fabio Luiz |
dc.contributor.referee1.fl_str_mv |
Bertotti, Fabio Luiz |
dc.contributor.referee2.fl_str_mv |
Guarneri, Giovanni Alfredo |
dc.contributor.referee3.fl_str_mv |
Costa, Jean Patric da |
dc.contributor.author.fl_str_mv |
Barbosa, Callebe Soares |
contributor_str_mv |
Bertotti, Fabio Luiz Bertotti, Fabio Luiz Guarneri, Giovanni Alfredo Costa, Jean Patric da |
dc.subject.cnpq.fl_str_mv |
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA |
topic |
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA Fourier, Transformadas de Algorítmos Arquitetura de rede de computador Processamento de imagens Fourier transformations Algorithms Computer network architectures Image processing |
dc.subject.por.fl_str_mv |
Fourier, Transformadas de Algorítmos Arquitetura de rede de computador Processamento de imagens Fourier transformations Algorithms Computer network architectures Image processing |
description |
O presente trabalho aborda o desenvolvimento de um hardware dedicado ao cálculo da Transformada Rápida de Fourier (FFT), a partir da implementação do algoritmo Radix-2 em uma FPGA, conferindo paralelismo a fim aumentar a eficiência no cômputo da FFT. Para isso, são introduzidos os conceitos principais sobre a FFT, o algoritmo Radix-2, o algoritmo CORDIC, e o projeto de parâmetros que maximizam o desempenho desses algoritmos. O dispositivo escolhido para implementação é o ZynqBerry - TE0726, o qual é equipado com a FPGA da família Zynq-700. Neste trabalho são implementadas duas arquiteturas de FFT. A primeira FFT possui 16 pontos, e é computada com apenas 12 ciclos de clock, atingindo um desempenho de SQNR de 52dB. A segunda FFT possui 1024 pontos, e é computada com 1728 ciclos clock, atingindo um desempenho SQNR de 41dB. Ao final deste trabalho é possível compreender como é projetado e implementado uma FFT de bom desempenho, em um ambiente vantajoso como a FPGA. |
publishDate |
2018 |
dc.date.issued.fl_str_mv |
2018-11-22 |
dc.date.accessioned.fl_str_mv |
2020-11-18T17:34:21Z |
dc.date.available.fl_str_mv |
2020-11-18T17:34:21Z |
dc.type.status.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
dc.type.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/bachelorThesis |
format |
bachelorThesis |
status_str |
publishedVersion |
dc.identifier.citation.fl_str_mv |
BARBOSA, Callebe Soares. Implementação do algoritmo Radix-2 para cálculo da FFT em FPGA. 2018. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Elétrica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2018. |
dc.identifier.uri.fl_str_mv |
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/14923 |
identifier_str_mv |
BARBOSA, Callebe Soares. Implementação do algoritmo Radix-2 para cálculo da FFT em FPGA. 2018. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Elétrica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2018. |
url |
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/14923 |
dc.language.iso.fl_str_mv |
por |
language |
por |
dc.rights.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/openAccess |
eu_rights_str_mv |
openAccess |
dc.publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Tecnológica Federal do Paraná Pato Branco |
dc.publisher.program.fl_str_mv |
Engenharia Elétrica |
dc.publisher.initials.fl_str_mv |
UTFPR |
dc.publisher.country.fl_str_mv |
Brasil |
dc.publisher.department.fl_str_mv |
Departamento Acadêmico de Elétrica |
publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Tecnológica Federal do Paraná Pato Branco |
dc.source.none.fl_str_mv |
reponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR) instacron:UTFPR |
instname_str |
Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR) |
instacron_str |
UTFPR |
institution |
UTFPR |
reponame_str |
Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) |
collection |
Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) |
bitstream.url.fl_str_mv |
http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/14923/1/PB_COELT_2018_2_04.pdf http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/14923/2/license.txt http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/14923/3/PB_COELT_2018_2_04.pdf.txt http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/14923/4/PB_COELT_2018_2_04.pdf.jpg |
bitstream.checksum.fl_str_mv |
fbdd998f29d15089ed18e01bcfd36cd1 b9d82215ab23456fa2d8b49c5df1b95b f90d5952ade95d81dad27bd218be046a e9b9dd8a5fe41b6b7fcf9fe0514e62f8 |
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv |
MD5 MD5 MD5 MD5 |
repository.name.fl_str_mv |
Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR) |
repository.mail.fl_str_mv |
|
_version_ |
1805922963354025984 |