Aproximación a la implementación de aplicaciones aero-espaciales en hardware

Abstract

Nowadays, reconfigurable hardware systems are widely used in the airspace environment. This is thanks to their great computing power in comparison to software solutions. In this project we analyze the multiple applications of FPGAs in this industry, and also how the space and defense research have lead the development of electronic aeronautic systems. They are now present in most of the commercial aircrafts. In addition, we briefly introduce the effects of space radiation in electronic, explaining how they affect memories and circuits and how they can be detected and corrected by an FPGA. Real time video processing was chosen as a target application of this work, showing how FPGA’s characteristics can be exploited to obtain results with very low latency. Matlab tool was used to simulate the algorithms, providing insight on how they could be pipelined in an FPGA. In order to improve the results an object detection procedure for a moving camera view was developed, based on noise removal and thresholding.

En la actualidad, los sistemas de hardware reconfigurable están muy extendidos en el entorno aeroespacial. Esto es debido a su gran potencia computacional comparada con la de soluciones software. En este proyecto se analizan las múltiples aplicaciones de las FPGAs en esta industria, y cómo la investigación espacial y de defensa han liderado el desarrollo de sistemas aeronáuticos electrónicos. Estos están presentes hoy en día en la mayoría de aeronaves comerciales. Además, se introducirán brevemente los efectos de la radiación del espacio en los elementos electrónicos, explicando cómo afectan a las memorias y los circuitos y cómo pueden ser detectados y corregidos por la FPGA. Se ha escogido el procesado de video en tiempo real como aplicación objetivo de este trabajo, mostrando las características de las FPGAs que pueden ser explotadas para obtener resultados con muy poca latencia. Se ha utilizado la herramienta Matlab para simular los algoritmos, indicando al mismo tiempo cómo podrían ser segmentados en una FPGA. Para mejorar los resultados se ha desarrollado un procedimiento para la detección de objetos para una vista de cámara móvil, basado en la eliminación de ruido de la imagen y en humbralado.