Desenvolvimento de uma unidade de ponto flutuante em FPGA com aplicações em processamento de digital de sinais

Abstract

A FPGA (Field-Programmable Gate Array) é uma ferramenta amplamente usada na área acadêmica quando se estuda assuntos relacionado a circuitos digitais. Contudo, a FPGA não possui uma unidade aritmética de ponto flutuante, na qual limita o seu uso para atividade mais complexas que demandam uma maior precisão. Esse trabalho teve o objetivo de implementar essas operações em ponto flutuante de 16 bits e testar a sua eficácia através de simulações e testes práticos. Como aplicações para a unidade de ponto flutuante, foram implementados alguns algoritmos clássicos no processamento digital de sinais, como o algoritmo de Goertzel, a FFT (Fast Fourier Transform) e FFT inversa. Os resultados obtidos para a unidade de ponto flutuante foram satisfatórios para todas as operações aritméticas implementadas, com a exceção da divisão, que apresentou erros em 25% dos testes feitos. Em relação as simulações utilizando os algoritmos de processamento digital de sinal, os resultados foram satisfatórios levando em conta a quantidade de operação que são realizadas por cada algoritmo e a comparação com uma referência.