Please use this identifier to cite or link to this item: https://ktisis.cut.ac.cy/handle/10488/22351
Title: Υλοποίηση πυρήνα 2D Delaunay τριγωνισμού για την ανακατασκευή επιφάνειας σε πραγματικό χρόνο μέσω σύνθεσης υψηλού επίπεδου σε κυκλώματα προγραμματιζόμενης λογικής
Authors: Καλλής, Χριστάκης 
Keywords: 2D Delaunay τριγωνισμού;Σύνθεση υψηλού επιπέδου;Κυκλώματα προγραμματιζόμενης λογικής;Γλώσσα περιγραφής υλικού
Advisor: Δεληπαράσχος, Κυριάκος
Issue Date: 19-May-2017
Department: Department of Electrical Engineering, Computer Engineering and Informatics
Faculty: Faculty of Engineering and Technology
Abstract: Στην παρούσα πτυχιακή εργασία ασχοληθήκαμε με την κατασκευή πυρήνα που εκτελεί την διαδικασία του 2D Delaunay τριγωνισμού έτσι ώστε να πετύχουμε ανακατασκευή επιφάνειας σε πραγματικό χρόνο μέσω της σύνθεσης υψηλού επιπέδου σε κυκλώματα προγραμματιζόμενης λογικής. Για να ολοκληρώσουμε επιτυχώς την διαδικασία σχεδιασμού ακολουθήσαμε κάποιες πολύ σημαντικές διαδικασίες που προσφέρονται στο περιβάλλον εργασίας ενός εξειδικευμένου λογισμικού εργαλείου που ονομάζεται Vivado. Αρχικά, κατασκευάσαμε τον αλγόριθμο του τριγωνισμού σε γλώσσα προγραμματισμού (C + +) και μέσω του εργαλείου ακολουθήσαμε την διαδικασία της σύνθεσης υψηλού επιπέδου έτσι ώστε να μεταγλωττίσουμε τον αλγόριθμο του σχεδιασμού σε γλώσσα περιγραφής υλικού (Verilog). Με πρωταρχικό στόχο, να δημιουργήσουμε ένα πυρήνα που θα εκτελεί ανακατασκευή επιφάνειας σε πραγματικό χρόνο, χρειάστηκε να περάσουμε τον σχεδιασμό από διαδικασίες βελτιστοποίησης. Έτσι, με την χρήση υψηλού επιπέδου οδηγιών και παραλληλοποίηση καταφέραμε να αυξήσουμε τον χρόνο ανταπόκρισης του σχεδιασμού, μειώνοντας σε μεγάλο βαθμό τους κύκλους καθυστέρησης που δημιουργούν οι διαδικασίες του τριγωνισμού. Αφού ολοκληρώσαμε τις διαδικασίες υλοποίησης και βελτιστοποίησης του σχεδιασμού μπορούσαμε πλέον να δούμε τα αποτελέσματα που παράγει ο σχεδιασμός που κατασκευάσαμε. Γενικά, καταφέραμε να δημιουργήσουμε ένα σχεδιασμό ανακατασκευής επιφάνειας με 2DDelaunay τριγωνισμό που φτάνει σε ταχύτητα 0:0445s ή 70FPS με αρχείο εισόδου 477 σημείων. Επιπρόσθετα συγκρίναμε την ταχύτητα εκτέλεσης του λογισμικού αλγορίθμου με την ταχύτητα εκτέλεσης του αλγορίθμου του υλικού πυρήνα και διαπιστώσαμε πως σε υλοποιήσεις υλικού έχουμε 19 μεγαλύτερη ταχύτητα εκτέλεσης από τις υλοποιήσεις λογισμικού. Στην εργασία αυτή παρουσιάζονται εκτενώς όλες οι διαδικασίες/στάδια που πέρασε ο αλγόριθμος του τριγωνισμού, όπως επίσης και στοιχεία που αποδεικνύουν την απόδοση/ταχύτητα που πετύχαμε.
Description: The current thesis deals with the construction of a core that performs 2D Delaunay triangulation process so that real-time surface reconstruction is achieved through high level synthesis in programmable logic circuits. To successfully complete the design process, we followed the significant procedures that are offered in the interface of a specialized tool software called Vivado. Initially, we constructed the triangulation algorithm in programming language (C++) and through the tool we followed the high-level synthesis process in order to compile the design algorithm into a hardware description language (Verilog). According to our primary goal of creating a kernel that will perform real-time reconstruction, we need to move the design out of optimization processes. Thus, using high-level directives and pipelining, we managed to increase the response time of the design in combination with dramatically reducing the delay cycles generated by the triangulation processes. After completing our design implementation and optimization procedures, we could now admire the results produced by the design we built. Generally, we were able to create a 2D Delaunay triangulation surface reconstruction design that reaches 0.01445s or 70FPS with a 477-points input file. In addition, we compared the execution speed of the algorithm software with the execution speed of the kernel algorithm, and we proudly noted that in hardware implementations we have 19x faster execution speed than software implementation. The paper extensively presents all the processes / stages crossed by the triangulation algorithm, as well as data demonstrating the performance / speed we have achieved.
URI: https://ktisis.cut.ac.cy/handle/10488/22351
Rights: Απαγορεύεται η δημοσίευση ή αναπαραγωγή, ηλεκτρονική ή άλλη χωρίς τη γραπτή συγκατάθεση του δημιουργού και κάτοχου των πνευματικών δικαιωμάτων.
Type: Bachelors Thesis
Affiliation: Cyprus University of Technology 
Appears in Collections:Πτυχιακές Εργασίες/ Bachelor's Degree Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat
thesis_christakis_kallis_abstract.pdfAbstract126.38 kBAdobe PDFView/Open
CORE Recommender
Show full item record

Page view(s)

44
Last Week
0
Last month
3
checked on Sep 22, 2021

Download(s)

21
checked on Sep 22, 2021

Google ScholarTM

Check


This item is licensed under a Creative Commons License Creative Commons