Empleo de FPGAs de última generación para procesamiento de señales de un Phased Array ultrasónico

Abstract

En el presente trabajo se ha desarrollado el diseño y la implementación de la optimización de un correlador eficiente basado en técnicas de codificación. Se hace uso de la técnica combinada de Phased Array junto con la codificación CDMA, las cuales permiten la emisión simultánea de códigos en distintos sectores angulares. Como técnica de codificación se han elegido secuencias de códigos LS. Esta familia de códigos tiene una mayor ganancia de proceso que otros códigos estudiados, como son los CSS, permitiendo tener una mayor profundidad de exploración del medio. Para la implementación hardware usada en el procesamiento de bajo nivel de recepción de la señal, se dispone de la plataforma FPGA (Field, Programmable, Gate, Array), en contreto la VC707 XC7VX485T-2FFG1761C Virtex-7 de Xilinx. El diseño propuesto supone una optimización en cuanto al consumo de recursos de la FPGA, permitiendo de esta manera la implementación de longitudes de códigos LS mayores a las que se podrían emplear sin dicha optimización, obteniendo distancias más altas. Para llevar a cabo la implementación del diseño se ha realizado un estudio detallado de las características y la configuración de la Virtex-7, de manera que se ajuste a las especificaciones requeridas. Con objeto de comprobar el avance de la optimización propuesta, se ha elaborado un análisis comparativo del consumo de recursos del correlador optimizado frente al correlador sin optimizar. A su vez, se exponen los resultados obtenidos en las simulaciones del diseño global, teniendo en cuenta el emisor y el receptor, para la verificación del sistema propuesto.