Yazar "Otlu, Mustafa Burak" seçeneğine göre listele

Listeleniyor 1 - 1 / 1
  • Küçük Resim
    Öğe
    FFT/IFFT implementations using configurable posit arithmetic with Taylor series approximation for euler formula and hardware synthesis of chunk-based processing
    (Türk-Alman Üniversitesi, Fen Bilimler Enstitüsü, 30.07.2025) Otlu, Mustafa Burak
    IEEE floating-point aritmetiği [21], sinyal işleme uygulamalarında sınırlı dinamik aralık ve hassasiyet problemleriyle karşılaşmaktadır. Buna karşılık, posit sayı sistemi [26], daha yüksek doğruluk ve geniş dinamik aralık sunmaktadır. Bu çalışmada, hesaplama verimliliğini ve yapılandırılabilirlik seviyesini artırmak için, Euler formülünün Taylor serisi yaklaşımıyla yaklaşık olarak hesaplanan sinüs ve kosinüs fonksiyonları kullanılarak, posit tabanlı Hızlı Fourier Dönüşümü (FFT) ve Ters Hızlı Fourier Dönüşümü (IFFT) uygulamaları sunulmaktadır. Tasarım, double precision floating point birimlerine ihtiyaç duymayan tamamen posit tabanlı bir veri yoluna sahiptir ve mevcut temel posit FFT uygulamalarının ötesinde çok çeşitli posit konfigürasyonlarını desteklemektedir [33-34]. Diğer çalışmalardan farklı olarak, birden fazla posit konfigürasyonu için Vitis framework kullanılarak donanım sentezi analizi de dahil edilmiştir. Sistem, gecikme süresini ve donanım kaynaklarının kullanımını optimize etmek için 2𝑛 büyüklüğünde parçalara bölünen 32.768 örnekten oluşan giriş sinyallerini işler. Hem ses sinyalleri hem de rastgele verilerle yapılan deneysel değerlendirmeler, single precision IEEE floating-point formatına kıyasla önemli ölçüde iyileştirilmiş sinyal-gürültü oranı (SNR) sağlamış ve donanım kaynak tüketimi açısından karşılaştırılabilir sonuçlar elde edilmiştir. Ayrıca, FFT ve IFFT uygulamaları için bit uzunluğu (N) ve üs boyutu (ES) seçilerek gerekli hassasiyetin, dinamik aralığın ayarlanması ve donanım maliyetinin optimize edilmesi amacıyla posit parametre seçimine dair bir değerlendirme sunulmuştur. Sentezlenen birimlerin, single precision floating point uygulamalarına göre daha fazla donanım kullandığı gözlemlense de, sayısal doğruluktaki önemli artışlar posit sayı sisteminin sinyal işleme hızlandırıcıları için umut vadeden bir alternatif olduğunu göstermektedir. Bildiğimiz kadarıyla, bu çalışma kütüphanesi ile birlikte Vitis kullanılarak tamamen posit tabanlı ilk FFT/IFFT tasarımını sunmaktadır. Elde edilen sonuçlar, yüksek performanslı ve kaynak verimli donanım tabanlı sinyal işleme için posit aritmetiğinin uygulanabilirliğini ve avantajlarını ortaya koymaktadır.