A low power FPGA-based DSP system for a level measurement radar

No Thumbnail Available
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Helsinki University of Technology | Diplomityö
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Date
2008
Major/Subject
Piiritekniikka
Mcode
S-87
Degree programme
Language
en
Pages
(9) + 76
Series
Abstract
Teollisten tankkien nesteen pinnan korkeusmittauslaitteiden datan siirto tullaan tulevaisuudessa yhä useammin siirtämään radioilla. Tällöin vältytään kalliiden kaapeleiden asentamiselta. Samalla laitteen energia kannattaa tuoda paristoilla tai muulla paikallisella energialähteellä kaapeleiden sijaan. Jotta laitteen huoltoväli voitaisiin pitää pitkänä, on sen tehon minimointiin kiinnitettävä huomiota. Myös vaarallisissa ympäristöissä, kuten kaasutankeissa käytettävien laitteiden elektroniikan tehonkulutukselle saattaa olla rajoituksia. Tässä työssä tutkitaan kahta erilaista interpolointimenetelmää pinnan korkeusmittaustutkan digitaaliseen signaalin prosessointiin. Toisesta menetelmästä tehdään ehdotustoteutus piirinä, jotta voitaisiin verrata sen kilpailukykyisyyttä nykyisen järjestelmän kanssa tehon kulutuksen suhteen. Eri interpolointimenetelmien tarkkuuden simuloimiseksi, osasta tutkajärjestelmää rakennetaan ensin Matlab-malli. Tämän pohjalta toteutetaan toiseen interpolointimenetelmistä perustuva minimin ja maksimin ilmaisin VHDL:llä ja testataan FPGA:lla. Samasta VHDL-koodista syntesoidaan ASIC, jota simuloidaan, jotta voidaan verrata ASIC:n odotettua suorituskykyä FPGA:han. Simulaatioiden perusteella pinnan korkeuden mittaus voidaan suorittaa ehdotetulla menetelmällä melko pienellä energialla tarkkuuden pysyessä hyväksyttävänä. Tutkimusta tulee kuitenkin jatkaa edelleen, jotta tehonkulutusvertailu ehdotetun ja nykyisen menetelmän välillä voidaan tehdä luotettavasti. Logiikkasuunnittelussa voitaisiin hyödyntää sarjalogiikkaa. Tällä piirin pinta-alaa ja tehonkulutusta voitaisiin mahdollisesti pienentää edelleen.
Description
Supervisor
Halonen, Kari
Thesis advisor
Larsson-Edefors, Per
Keywords
low power, pieni teho, digital filter, digitaalinen suodatin, interpolator, interpolaattori, pulse radar, pulssitutka, level measurement, pinnan korkeuden mittaus
Other note
Citation