FPGA Tabanlı Farklı Nümerik Algoritmalar ile Kaotik Osilatör Tasarımları

Abstract

Bu çalışmada, literatüre sunulan sürekli zamanlı otonom 3-Boyutlu kaotik sistem, FPGA üzerinde IQ-Math sabit noktalı sayı formatında Euler, Heun, RK4 ve RK5-Butcher nümerik algoritmaları kullanılarak VHDL dilinde ayrık zamanlı olarak gerçekleştirilmiştir. Tasarlanan bu sistemler Xilinx Virtex-6 ailesi FPGA çipinde sentezlenmiş ve test edilmiştir. FPGA üzerinde tasarlanan kaotik osilatörlerin performans analizleri ve çip donanım kullanım istatistikleri karşılaştırılmıştır. Ayrıca FPGA üzerinden alınan ayrık zamanlı sonuçlar, Matlab programından alınan sürekli zamanlı sonuçlarla karşılaştırılarak başarılı sonuçlar elde edildiği görülmüştür. Kaotik osilatörlerin bilgisayar ortamında kurgulanan benzetimi ile FPGA üzerinde gerçeklenen tasarımın aynı sonuçlar vermesi ile bu sistemlerin donanımsal olarak sentezlenmesi sağlanmıştır. Bu sayede farklı nümerik algoritmalarla ayrık zamanlı olarak tasarlanan FPGA-tabanlı kaotik osilatörler ile gömülü kaos-tabanlı çeşitli mühendislik uygulamaları gerçekleştirilebilir.