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PubblicatoAnnetta Martino Modificato 11 anni fa
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Sviluppo di un correlatore in tempo reale per applicazioni di prospezione acustica bidimensionale Laureando: Francesco Armani Relatore: Antonio Boscolo Correlatori: Giuseppe Boscolo Alessandro Cont
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OBIETTIVI Dispositivo embedded per lelaborazione dati Da inserire in uno strumento di misura –Tempo di elaborazione <50ms
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SPECIFICHE Sequenza dati digitali Lunghezza: 8000 elementi Ampiezza: 1bit Velocità: 1Mbit/s Acquisizione e memorizzazione Elaborazione sequenze Oggetto della misura Testa di misura Elaborazione
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SPECIFICHE Due sequenze consecutive differiscono per: –Rumore –Ritardo variabile (Profilo di ritardo) X 1 [n] = f[n] + N 1 [n] X 2 [n] = f[n + [n]] + N 2 [n]
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ESTRAZIONE PROFILO DI RITARDO Ritardo variabile: –Come prima ma correlazione di sottosequenze Ritardo costante: –Correlazione dei due segnali R xy –Ricerca del massimo X1 X2 X
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CALCOLO DELLA CORRELAZIONE Somma di convoluzione C[k]= n X 1 [n]X 2 [n+k] FFT e IFFT Caso binario: AND, incrementa e shift Profondità limitata a 20bit Algoritmo veloce Dispositivi dedicati Realizzazione del dispositivo Spazio di memoria per risultati intermedi
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CALCOLO DELLA CORRELAZIONE Numero di operazioni –Soluzione full software: 4*10 6 –Soluzione mista: 0.7*10 6 SW 0.16*10 6 HW
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LA SCELTA: ARCHITETTURA MISTA –Operazioni ripetitive ma semplici –Realizzabile con componenti discreti –Meno lavoro al controllore CORRELATORE HARDWARE IN CONTROLLORE Correlazione di sottosequnze Ricerca del massimo Memorizzazione indice
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ELABORAZIONE Start Scansione sequenze Leggi valore correlazione e confronta con max Fine sequenze ? Incrementa shift sequenza Shift = 20? End Acquisizione 2 sequenze No Si No
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ELABORAZIONE Problema ai bordi delle sottosequenze overlapp
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SVILUPPO Ogni ciclo di clock: –Una lettura in memoria –Un prodotto logico –Unaccumulazione
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SVILUPPO Memorie ad accesso diretto Contatori per gestire gli indirizzi Accesso sequenziale ai dati
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VERIFICA FUNZIONALITÀ Software in LabView per lemulazione testa di misura Interfaccia USB-FIFO con il controllore
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VERIFICA FUNZIONALITÀ X 1 [n] D.U.T [n] +N 1 [n] +N 2 [n] [n] X 2 [n]
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VERIFICA FUNZIONALITÀ Misura Segnale/Rumore: Rapporto di potenze
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TEST-1: ASSENZA DI RUMORE
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TEST-2: S/N=1
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TEST-3: S/N=0,25
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TEST-4: S/N=0,25, MEDIA
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CONCLUSIONI Alimentazione5V, 150mA Velocità di acquisizioneFino a 60Mbit/s Lunghezza massima sequenze memorizzabili 64kbit Numero sequenze memorizzabili 2, espandibile fino a 32 Tempo di correlazione, 20 bit di profondità 8kbit23 ms 2kbit6 ms
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CONCLUSIONI Obiettivi Flessibilità Possibilità integrazione Vincoli di tempo (<50ms) Sistema embedded Controllore generico
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