Karmaşık ayrık dalgacık dönüşümünün yeniden yapılandırılabilir mimariler üzerinde gerçeklenmesi

Abstract

Çift-Ağaç Karmaşık Ayrık Dalgacık Dönüşümü (ÇAKDD), işaret işleme uygulamalarında yaygın olarak kullanılan bir yöntemdir. Ayrık Dalgacık Dönüşümünün (ADD) daha gelişmiş bir türü olan ÇAKDD, paralel çalışan iki adet ADD’den oluşmaktadır. ADD ise Sonlu Darbe Cevaplı (Finite Impulse Response - FIR) filtrelerden oluşan bir ikili ağaçtır. Tezde, ÇAKDD’nin düşük güç tüketimli, taşınabilir uygulamalar için yeniden yapılandırılabilir bir platform üzerinde geliştirilmesi hedeflenmiştir. Bu kapsamda ÇAKDD, sonuçların doğrulanabilmesi için kişisel bir bilgisayarda, mikrodenetleyici (PIC) üzerinde, ARM tabanlı bir gömülü sistem üzerinde ve Alanda Programlanabilir Kapı Dizileri (Field Programmable Gate Arrays - FPGA) üzerinde gerçeklenmiştir. FPGA platformunda ise üç farklı donanım mimarisi (her ADD ağacı için bir toplayıcı ve bir çarpıcı, her ÇAKDD kanalı için bir toplayıcı ve bir çarpıcı, tüm girdi kanalları için bir toplayıcı ve bir çarpıcı) gerçekleştirilmiştir. Geliştirilen tüm mimariler çok kanallı olarak çalışabilmektedir. Buna ek olarak, üç mimarinin kanal sayısı ve bit genişlikleri gibi parametrelerinin belirlenerek oluşturulduğu Saklayıcı Transfer Dili (Register Transfer Language - RTL) için kod üretici yazılım geliştirilmiştir. Üretilen ÇAKDD RTL, FPGA hedeflenerek yazılmıştır. Yöntemlerde kullanılan toplayıcı ve çarpıcıların sayısının azalmasıyla alan verimliliği ve gecikme artmaktadır. N-kanal işareti işlemek için, ilk yöntem, ikinci yöntemin iki katı hıza sahipken, ikinci yöntem üçüncü yöntemin N katı kadar hızlıdır. Ethernet kullanılarak bilgisayardan FPGA’ye veriler gönderilip sonuçlar başarılı bir şekilde alınarak doğrulama yapılmıştır. Ayrıca ÇAKKD’nin daha gelişmiş bir sürümü olan Değiştirilmiş ÇAKKD algoritması aynı mimariler kullanılarak gerçekleştirilmiştir.