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Implementación de FPGA de sistema digital ECT para imágenes de materiales conductores

Autores: Deabes, Wael

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2019

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Acceso abierto

Artículo científico
2019

Implementación de FPGA de sistema digital ECT para imágenes de materiales conductores


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería de Software

Palabras clave

Hardware
Implementación
Tomografía de capacitancia eléctrica
FPGA
Algoritmos de reconstrucción de imágenes
Arquitectura de producto interno paralelo

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 24

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Este trabajo presenta la implementación de hardware de un sistema de Tomografía de Capacitancia Eléctrica (ECT) autónomo que emplea una Matriz de Puertas Programable en Campo (FPGA). Los algoritmos de reconstrucción de imágenes del sistema ECT requieren una intensa computación y un procesamiento rápido de un gran número de medidas. El producto interno de grandes vectores es el núcleo de la mayoría de estos algoritmos. Por lo tanto, se propone una arquitectura reconfigurable de producto interno segmentado en paralelo para la multiplicación de matrices en paralelo. Además, se aplica un codesign de hardware-software dirigido a FPGA System-On-Chip (SoC) para lograr un alto rendimiento. El desarrollo del codesign de hardware-software se lleva a cabo a través de herramientas comerciales para ajustar los algoritmos de software y los parámetros del sistema. El sistema ECT se utiliza en este trabajo para monitorear las características del metal fundido en el proceso de Fundición en Espuma Perdida (LFC). El sistema de hardware consta de sensores capacitivos, nodos inalámbricos y un módulo FPGA. Los resultados experimentales revelan una alta estabilidad y precisión al construir el sistema ECT basado en la arquitectura FPGA. El sistema propuesto logra un alto rendimiento en términos de velocidad y baja densidad de diseño.

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