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Optimizaci贸n de recursos hardware para la operaci贸n de convoluci贸n utilizada en el procesamiento digital de se帽ales
Esta tesis presenta varias arquitecturas sobre la unidad MAC (multiplica鈥揳cumula) para la
optimizaci贸n de la operaci贸n de convoluci贸n, que es ampliamente utilizada en el
procesamiento digital de se帽ales, sobre varios dispositivos electr贸nicos de bajo coste.
B谩sicamente esta optimizaci贸n se centra en las FPGA de Xilinx Spartan 3 y Spartan 6,
utilizando aritm茅tica redundante, en particular la aritm茅tica carry鈥搒ave. Este tipo de
aritm茅tica no se suele utilizar en las FPGAs debido a que aumenta el 谩rea consumida, pero
en esta investigaci贸n se ha demostrado experimentalmente que cuando el n煤mero de
operaciones MAC a realizar es elevado, como es el caso de la convoluci贸n de dos se帽ales,
el uso de la aritm茅tica CSA resulta eficiente, ya que disminuye significativamente los
tiempos empleados, sin un aumento excesivo de los recursos utilizados de la FPGA.
Por otro lado, tambi茅n se han estudiado otros dispositivos electr贸nicos que suelen ser
empleados en el procesamiento digital de se帽ales, tales como DSP o GPP, realizando una
comparaci贸n de los tiempos empleados de las FPGAs respecto a estos dispositivos.This Thesis presents several architectures of the multiply-accumulate unit (MAC) to
optimize the convolution operation, which is widely used in digital signal processing, on
several low-cost electronic devices. This optimization is mainly focused on Xilinx Spartan-
3 and Spartan-6 FPGAs, using redundant arithmetic, specifically the carry-save arithmetic
(CSA). This type of arithmetic is not usually used on FPGAs since its high consumption of
area resources, but this research shows that if the number of MAC operations developed is
high, as the case of the convolution of two signals, the use of CSA arithmetic is efficient,
since it decreases significantly the execution times without an excessive increase of the
resources used in the FPGA.
On the other hand, other electronic devices as DSP or GPP, usually used in digital signal
processing, have been studied. A comparation of execution times on FPGAs and these
devices has been included