پديد آورنده :
خورسند، علي
عنوان :
پياده سازي مميز ثابت الگوريتم هاي تشكيل تصوير در رادارهاي روزنه مصنوعي روي ِFPGA
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
معماري اويونيك
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده برق و كامپيوتر
صفحه شمار :
چهارده، [101]ص.: مصور، جدول، نمودار
يادداشت :
ص.ع. به فارسي و انگليسي
استاد راهنما :
احسان يزديان، شهاب الدين رحمانيان
توصيفگر ها :
سيستم ژنراتور , طول كلمه مناسب
استاد داور :
رسول اميرفتاحي، محمد مهدي نقش
تاريخ ورود اطلاعات :
1395/08/10
دانشكده :
مهندسي برق و كامپيوتر
چكيده فارسي :
چكيده رادار روزنه مصنوعي نوعي از رادار با هدف تصويربرداري است كه امكان تهيه تصاوير با حد تفكيك باال از فاصلههاي بسيار زياد را در تمام طول شبانه روز و تمام شرايط آب و هوايي فراهم ميكند حجم و نرخ دادهي بسيار زياد و پيچيدگي پردازش سيگنال از جمله خصوصيات ذاتي اين رادار است كه پيادهسازي پردازشها به صورت بالدرنگ براي تشكيل تصوير روي سكوي پرنده را دشوار ميسازد از اينرو در پيادهسازي سختافزاري اين سامانه همواره تالش در جهت كاهش پيچيدگي سختافزاري و در عين حال افزايش سرعت و دقت محاسبات ميباشد استفاده از محاسبات مميز ثابت در پيادهسازي سختافزاري پردازشها به محاسبات مميز شناور ترجيح داده مي شود چراكه موجب كاهش منابع سختافزاري مورد نياز ميشود ام ا دقت نمايش مميز ثابت از مميز شناور كمتر بوده و يكي از چالش هايي كه در پيادهسازي عملي با آن مواجه ميشويم يافتن طول كلمه مناسب به نحوي است كه بتوان به كمترين پيچيدگي سختافزاري و كيفيت تصوير قابل قبول دست پيدا كرد در اين پاياننامه ابتدا سه الگوريتم اصلي تشكيل تصوير رادار روزنه مصنوعي كه عبارت از برد داپلر مقياس كردن چهچهه و K هستند بر روي تراشه FPGA پيادهسازي شده و سپس ميزان منابع سختافزاري مصرف شده و كيفيت تصاوير خروجي براي تعداد بيتهاي مختلف را به دست آورده و بر اساس آن طول كلمه مناسب را به دست ميآوريم براي تشكيل تصوير خروجي هدف نقطهاي با ماتريس داده به ابعاد 159 42 و هدف گسترده با ابعاد 4529 4529 با استفادهي از سه الگوريتم تشكيل شده و نتايج حاصل با استفاده از معيارهاي سنجش كيفيت تصاوير رادار روزنه مصنوعي ارزيابي شدهاند پيادهسازي با ساختار خطلولهاي انجام شده تا سرعت پردازشها افزايش پيدا كند براي طراحي مدل سختافزاري و پيادهسازي اين سه الگوريتم از نرمافزار سيستم ژنراتور شركت Xilinx استفاده شده است و سامانههاي تشكيل تصوير رادار روزنه مصنوعي بر روي تراشه Zynq پيادهسازي شدهاند در انتها با توجه به نتايج حاصل شده طول كلمه 49 براي الگوريتم برد داپلر و طول كلمه 29 براي دو الگوريتم مقياس كردن چهچهه و K به عنوان طول كلمه مناسب به دست آمده است همچنين با توجه به نتايج مشخص ميشود كه الگوريتم مقياس كردن چهچهه داراي بيشترين دقت و بيشترين ميزان مصرف منابع سختافزاري و الگوريتم برد داپلر داراي كمترين دقت و كمترين ميزان مصرف منابع سختافزاري ميباشد دليل اين مسئله استفاده از ضرايب فاز دقيق در الگوريتم مقياس كردن چهچهه است كلمات كليدي الگوريتمهاي تشكيل تصوير پيادهسازي سختافزاري مميز ثابت رادار روزنه مصنوعي سيستم ژنراتور طول كلمه مناسب
چكيده انگليسي :
922 Fixed point implementation of SAR imaging algorithms on FPGA Ali Khorsand a khorsand@ec iut ac ir Date of Submission 2016 05 28 Department of Electrical and Computer Engineering Isfahan University of Technology Isfahan Iran 84156 83111Degree Master of Science Language PersianSupervisors Dr Ehsan Yazdian yazdian@cc iut ac ir Dr Shahabuddin Rahmanian rahmanian@cc iut ac irAbstract Synthetic aperture radar is an imaging radar which provides high resolution imagesfrom long distances during day and night and in all weather conditions Large amount ofdata high data rate and complex signal processing are inherent characteristics of this radarthat in practical implementation makes real time image formation difficult Thus inhardware implementation there is a tendency to reduce hardware complexity andsimultaneously increase speed and accuracy of computations Fixed point computations inhardware implementation is preferred to floating point computations because it reducesrequired hardware resources However the accuracy of fixed point representation is lessthan floating point representation and one of the challenges that engineers face in hardwareimplementation is to find the proper word length in a way that the least hardwarecomplexity and acceptable image quality are achieved In this thesis firstly three mainsynthetic aperture radar imaging algorithms namely range Doppler algorithm ChirpScaling algorithm and K algorithm are implemented on FPGA Then the amount of usedhardware resources and output image quality for different word lengths are extracted Based on the results the proper word lengths are derived For the output image pointtarget with data matrix of the size 64 128 and area target of the size 1024 1024 are formedwith the three algorithms and the results are evaluated with Synthetic Aperture Radarimage quality assessment parameters The implementation is performed with pipelinedarchitecture to increase processing speed In order to design the hardware model systemgenerator software made by Xilinx is used and the image formation systems areimplemented on Zynq platform Results show that the proper word length for RDA CSAand K is 14 16 and 16 bits respectively It is concluded from the results that CSA has thebest accuracy and the most resource consumption and RDA has the least accuracy andresource consumption This is because of the use of accurate phase functions of CSA
استاد راهنما :
احسان يزديان، شهاب الدين رحمانيان
استاد داور :
رسول اميرفتاحي، محمد مهدي نقش
