Μονάδα:
Κατεύθυνση Σχεδίασης Ολοκληρωμένων ΚυκλωμάτωνΠληροφορική
Ημερομηνία κατάθεσης:
2022-02-16
Συγγραφέας:
Ταϊπλιάδου Μαρία
Στοιχεία επιβλεπόντων καθηγητών:
Αντώνης Πασχάλης, Καθηγητής, Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών, ΕΚΠΑ
Νεκτάριος Κρανίτης, Αναπληρωτής Καθηγητής, Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών, ΕΚΠΑ
Πρωτότυπος Τίτλος:
Design and Implementation in FPGA Technology of a High-Performance Block Scan and Map to Symbols Module for CCSDS-122 Image Data Compression
Γλώσσες εργασίας:
Αγγλικά
Μεταφρασμένος τίτλος:
Σχεδίαση και Υλοποίηση σε Τεχνολογία FPGA μίας Μονάδας BSMS Υψηλής Απόδοσης σύμφωνα με το Διαστημικό Πρότυπο CCSDS-122 Συμπίεσης Δεδομένων Εικόνας
Περίληψη:
Η τηλεπισκόπιση αποτελεί ακρογωνιαίο λίθο των σύγχρονων τεχνολογιών παρατήρησης. Τα σύγχρονα διαστημικά οπτικά όργανα απεικόνισης υψηλής ανάλυσης και υψηλής ταχύ¬τητας οδηγούν σε εκρηκτική αύξηση του όγκου δεδομένων και επιβάλλουν ρυθμούς δεδο¬μένων της τάξης των αρκετών Gbps. Αυτό έρχεται σε αντίθεση με τους περιορισμένους πόρους αποθήκευσης δεδομένων εν πτήσει και το περιορισμένο εύρος ζώνης κατερχό¬μενης ζεύξης, καθιστώντας την συμπίεση δεδομένων εικόνας μια βασική υποστηρικτική τεχνολογία επεξεργασίας δεδομένων εν πτήσει.
Η Συμβουλευτική Επιτροπή για Συστήματα Διαστημικών Δεδομένων (CCSDS) εξέδωσε το 2005 ένα συνιστώμενο πρότυπο για τη συμπίεση δεδομένων εικόνας (Image Data Compression – IDC) (CCSDS-122.0-B-1), το οποίο ορίζει έναν αλγόριθμο συμπίεσης δεδομένων 2D εικόνας που βασίζεται σε μετασχηματισμό, σχεδιασμένο ειδικά για χρήση εν πτήσει σε διαστημική πλατφόρμα ή ωφέλιμο φορτίο. Μια επέκταση αυτού του προτύπου, CCSDS-122.0-B-2, εκδόθηκε το 2017 για να οριστούν όλες οι απαραίτητες τροποποιήσεις για την υποστήριξη ενός συνιστώμενου προτύπου για τον μετασχηματισμό φασματικής προεπεξεργασίας για πολυφασματική και υπερφασματική συμπίεση εικόνας. Η δεύτερη έκδοση υποστηρίζει εικόνες υψηλότερου δυναμικού εύρους και για μεγαλύτερα μεγέθη λέξεων. Ένα άλλο συνιστώμενο πρότυπο, το CCSDS-122.1-B-1, εκδόθηκε ταυτόχρονα το 2017 για τον καθορισμό των αποκλειστικών φασματικών μετασχηματισμών προεπεξεργασίας.
Στην παρούσα διπλωματική εργασία, εισάγεται μια νέα αρχιτεκτονική υψηλής απόδοσης και η αντίστοιχη υλοποίησή της σε τεχνολογία FPGA μίας υπομονάδας κλειδί του αλγορίθμου CCSDS-¬IDC, της υπομονάδας του Bit Plane Encoder που πραγματοποιεί τη διαδικασία Block Scan and Map to Symbols, που στην συνέχεια θα ονομάζουμε μονάδα BSMS. H νέα υλοποίηση βασίζεται επίσης στην εκμετάλλευση της παραλληλίας του προτεινόμενου αλγορίθμου, ενώ ταυτόχρονα επιτυγχάνει την επεξεργασία ενός δείγματος δεδομένων ανά κύκλο.
Κύρια θεματική κατηγορία:
Τεχνολογία – Πληροφορική
Λέξεις-κλειδιά:
Επιταχυντής υλικού, FPGA, VHDL, συμπίεση εικόνας, CCSDS, Bit Plane Encoder
Αρ. σελίδων ευρετηρίου:
3
Αρ. βιβλιογραφικών αναφορών:
7
