M3-AC: una cámara acústica basada en FPGA SoC de múltiples modos y multihilo
Autores: Vandendriessche, Jurgen; da Silva, Bruno; Lhoest, Lancelot; Braeken, An; Touhafi, Abdellah
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
M3-AC: una cámara acústica basada en FPGA SoC de múltiples modos y multihilo
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Cámaras acústicas
Matrices de micrófonos
Técnicas de formación de haces
Sistema en un Chip (SoC)
Arrays de Puertas Programables en Campo (FPGA)
Redes de sensores inalámbricos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 45
Citaciones: Sin citaciones
Las cámaras acústicas permiten la visualización de fuentes de sonido utilizando matrices de micrófonos y técnicas de formación de haces. La potencia computacional requerida aumenta con el número de micrófonos en la matriz, la resolución de las imágenes acústicas y en particular, al apuntar en tiempo real. Tal limitación restringe el uso de cámaras acústicas en muchas aplicaciones de redes de sensores inalámbricos (vigilancia, monitoreo industrial, etc.). En este documento, proponemos una arquitectura multi-modo de System-on-Chip (SoC) Field-Programmable Gate Arrays (FPGA) capaz de satisfacer la alta demanda computacional al mismo tiempo que proporciona comunicación inalámbrica para control y monitoreo remotos. Esta arquitectura produce imágenes acústicas en tiempo real de resolución 240 x 180 escalables a 640 x 480 mediante la explotación de las capacidades de multihilo del procesador de núcleo duro. Además, se investigan los costos de tiempo para diferentes modos operativos y para diferentes resoluciones para mantener un sistema en tiempo real bajo las restricciones de las Redes de Sensores Inalámbricos.
Descripción
Las cámaras acústicas permiten la visualización de fuentes de sonido utilizando matrices de micrófonos y técnicas de formación de haces. La potencia computacional requerida aumenta con el número de micrófonos en la matriz, la resolución de las imágenes acústicas y en particular, al apuntar en tiempo real. Tal limitación restringe el uso de cámaras acústicas en muchas aplicaciones de redes de sensores inalámbricos (vigilancia, monitoreo industrial, etc.). En este documento, proponemos una arquitectura multi-modo de System-on-Chip (SoC) Field-Programmable Gate Arrays (FPGA) capaz de satisfacer la alta demanda computacional al mismo tiempo que proporciona comunicación inalámbrica para control y monitoreo remotos. Esta arquitectura produce imágenes acústicas en tiempo real de resolución 240 x 180 escalables a 640 x 480 mediante la explotación de las capacidades de multihilo del procesador de núcleo duro. Además, se investigan los costos de tiempo para diferentes modos operativos y para diferentes resoluciones para mantener un sistema en tiempo real bajo las restricciones de las Redes de Sensores Inalámbricos.