Hardware/Software Partitioning of Floating Point Software Applications to Fixed-Pointed Coprocessor Circuits

ABSTRACT General Terms Design, Performance. Keywords Hardware/software partitioning, floating point to fixed conversion, floating point, fixed point

Modeling the Reliability of High-Voltage Power Transmission Lines Taking into Account the Influence of the Parameters of a Sharply Continental Climate

Natural factors significantly affect the reliability of overhead transmission lines (OHTLs) as the operating conditions change with a change in natural conditions. As such, OHTLs in new natural conditions should be reconstructed optimally so that the number of failures would be less than the standard value. This paper considers the optimal option for 110 kV OHTL reconstruction in a sharply continental climate. Such option should reduce the power supply interruptions without changing the permissible overall dimensions and mechanical properties of the existing OHTLs with minimal economic costs. Mathematical modeling was thus performed using the specially developed Matlab/Simulink software, and the most common types of wires for OHTLs were considered. The calculation of the expected mechanical loads under the influence of natural factors showed that all the considered options for 110 kV high-voltage power line reconstruction satisfy the specified degrees of reliability. The article presents the developed methods for analyzing the functional reliability of the power system and proposes reliability indicators and a criterion for the efficiency of the operation of the 110 kV OHTL that reflect the systemic effect of the implementation of measures for improving the reliability of such line. These indicators, in contrast to the existing ones, take into account the cumulative impact of natural and operational factors

Caracterización y medida de consumo de energía en sistemas basados en FPGAs de XILINX

En este trabajo de fin de máster se ha estudiado el consumo de potencia de circuitos digitales para la placa BASYS2 y la eficacia y precisión de la herramienta de estimación de consumo Xpower Analyzer de XILINX. Los resultados de la estimación del consumo de potencia de circuitos digitales es contrastada con medidas físicas realizadas en laboratorio, dicha estimación de consumo de energía como ya dijimos se realiza con la herramienta XPA ISE14.7 de XILINX. El objetivo principal del proyecto es analizar un circuito digital determinado variando la longitud de los vectores de entrada y salida del mismo, estudiando a la par también los parámetros más importantes a la hora de reducir el consumo de energía de estos sistemas digitales basados en FPGAs. Son cuatro los términos matemáticos involucrados en la medida del consumo de potencia en circuitos digitales, pero el más importante a la hora de reducir el consumo es el de la potencia dinámica, que es la potencia relacionada a las conmutaciones en los nodos del circuito, tanto internamente como en las entradas y salidas. Para la medida física del consumo de potencia en la placa BASYS2, existe una variedad de sistemas de adquisición de datos en este proyecto optamos por el más sencillo de todos, el cual no añadía consumo de más que el que solo queríamos medir que es el de la placa en cuestión, este sistema consiste en una resistencia de Shunt en serie con la fuente y la placa BASYS2, lo que medimos es la tensión e indirectamente con el valor de la resistencia calculamos la intensidad, teniendo estos datos calculamos fácilmente el consumo de potencia. Para el estudio contamos también con un generador de números aleatorios LFSR, el cual también se detalla en los anexos de este libro específicamente el Apéndice A, se ha utilizado solo un bloque generador de números aleatorios para cada experimento con el circuito, a este código Generador de números aleatorios integramos un multiplicador genérico cuyo código esta también detallado en el Apéndice B, a la hora de variar las entradas y salidas y obtener así una medida de la lógica en el sistema. En la placa BASYS2 realizamos varias pruebas, con el circuito multiplicador genérico, variamos las entradas salidas del mismo de la siguiente forma, para una entrada de 2 bits, la salida correspondiente es de 4 bits, para una entrada de 3 bits la salida correspondiente seria de 6 bits, y asi sucesivamente hasta probar entradas de N bits con salida de 2*Nbits. Como comentamos al principio hemos utilizado las herramientas del ISE14.7 como ISIM para realizar las simulaciones, y la herramienta XPower Analyzer para estimar la energía consumida por los nodos de cada prueba. Se han realizado en total 44 diferentes pruebas sobre la BASYS2, y un total de 44 simulaciones, y estimaciones de potencia con el XPower Analyzer de XILINX, utilizamos los circuitos internos de gestión de reloj llamados DCM del inglés Digital Clock managers, cabe mencionar que si generamos una frecuencia menor a 50MHz(frecuencia de trabajo por defecto de la BASYS2) con el DCM la potencia no será menor por ser la frecuencia menor precisamente si no que aumentara el consumo debido a la utilización de estos bloques DCM, utilizamos también estos bloques para realizar las pruebas a reloj parado que se detallan en el capítulo de metodología de este libro. La conclusión a la que llegamos y que se puede ver a través de las pruebas realizadas es que al aumentar la longitud de los vectores de entrada/salida del circuito aumenta la potencia consumida, ya que se utilizan más recursos de la placa, lo que es muy intuitivo, y nos lleva a concluir que el efecto de añadir más lógica a un sistema aumenta el consumo de potencia. Lo anterior implica que a la hora de reducir el consumo de potencia de un sistema, es necesario reducir al máximo la lógica del mismo, que es una técnica de bajo consumo para circuitos digitales tenida en cuenta por los programadores