| 講演名 | 2015-01-29 電波望遠鏡用AWF型デジタル分光器に関して(FPGA応用(1),FPGA応用及び一般) 中原 啓貴, 中西 裕之, 岩井 一正, |
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| 抄録(和) | 電波望遠鏡は天体から放射される電波を受信し,分光器を用いてスペクトル解析を行う装置である.既存の分光器は受信した電波に対し,まず,窓関数(Window function)をかけ,高速フーリエ変換(FFT)を行う.そして,ノイズを除去するため,周波数スペクトルの積算処理(Accumulation)を行う.この順序で処理を行う分光器をWFA型分光器という.WFA型分光器は国際開発プロジェクトCASPERにてFPGAボードを用いて実現されており,様々な電波望遠鏡で利用されている.しかしAD変換器の高速化が進んでおり,数百MHzで動作するFPGAと数十GHzで動作するAD変換器間でギャップが生じているためP並列FFTを用いている.パイプライン方式のN点FFTをP個FPGAに実現するにはメモリ量O(N)のオンチップメモリがPlogN個必要であるためボトルネックとなっていた,本論文では,計算順序を入れ替えたAWF型分光器を提案する.AWF型分光器は時間領域で積算処理を行ってノイズを除去してからFFTを行う.AWF型分光器は逐次実行するFFTを用いることが出来るため,オンチップメモリをオフチップメモリで実現できる.CASPERで公開されているROACH2ボード上にAWF型分光器を実装して従来のWFA型分光器を比較を行い,提案手法が優れていることを明らかにする. |
| 抄録(英) | A radio telescope analyzes radio frequency (RF) received from celestial objects. It consists of an antenna, a receiver, and a spectrometer. The spectrometer converts the time domain into the frequency domain by a FFT operation. In the spectrometer, first, it multiples the window coefficient to the received signal. Second, it applies the FFT operation. Third, it converts to the absolute of a complex number. Finally, to reduce the noise, it accumulates obtained power spectrum. We call this a WFA spectrometer. Since an AD converter is faster than the FPGA, a parallel FFT computation is desired. However, since the amount of hardware for the FFT becomes bottleneck, the conventional WFA does not realized the high-performance analysis. This paper proposes an AWF spectrometer which replaces the order of operations. Since the AWF spectrometer reduces the parallelism of the FFT, it is smaller than the conventional WFA spectrometer. Also, the paper proposes a off-chip memory realization which is highly efficient use of the FPGA. Experimental results show that the proposed AWF spectrometer outperforms conventional spectrometers. |
| キーワード(和) | |
| キーワード(英) | |
| 資料番号 | VLD2014-122,CPSY2014-131,RECONF2014-55 |
| 発行日 |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | RECONF |
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| 開催期間 | 2015/1/22(から1日開催) |
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| テーマ（和） | |
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| 委員長氏名（和） | |
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| 副委員長氏名（英） | |
| 幹事氏名（和） | |
| 幹事氏名（英） | |
| 幹事補佐氏名（和） | |
| 幹事補佐氏名（英） | |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Reconfigurable Systems (RECONF) |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | 電波望遠鏡用AWF型デジタル分光器に関して(FPGA応用(1),FPGA応用及び一般) |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | An AWF Digital Spectrometer for a Radio Telescope |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 中原 啓貴 / Hiroki NAKAHARA |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 鹿児島大学大学院理工学研究科電気電子工学専攻 Faculty of Engineering, Kagoshima University |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 中西 裕之 / Hiroyuki NAKANISHI |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 鹿児島大学大学院理工学研究科物理宇宙専攻 Faculty of Science, Kagoshima University |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 岩井 一正 / Kazumasa IWAI |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 国立天文台野辺山太陽電波観測所 Nobeyama Radio Observatory, NAOJ |
| 発表年月日 | 2015-01-29 |
| 資料番号 | VLD2014-122,CPSY2014-131,RECONF2014-55 |
| 巻番号（vol） | vol.114 |
| 号番号（no） | 428 |
| ページ範囲 | pp.- |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | |