Realizace základních matematických funkcí s pomocí hardware

Abstract

Předmětem práce je efektivní výpočet matematických funkcí (logaritmus, druhá odmocnina, goniometrické funkce) v FPGA s následným využitím ve výuce FIT ČVUT v Praze. V práci jsou vytvořeny modely algoritmů s podrobným vysvětlením jejich principu v programu Wolfram Mathematica. Také je vytvořeno několik ukázek jejich korektní funkce, přesnosti a rychlosti. Tyto modely jsou implementovány v jazyce VHDL a simulují se příklady pro ověření správnosti. Výsledkem práce jsou přehledné a kvalitní kódy v jazyce VHDL a Mathematica vhodné pro výuku.

Goal of this thesis is an efficient calculation of mathematical functions (logarithm, square root, goniometric functions) inside an FPGA with subsequent usage in the education at the Faculty of Information technology of CTU in Prague. A part of the thesis includes programming models of the algorithms with a detailed explanation of their function in a program Wolfram Mathematica. Several samples of precision, speed, and correct behavior are created. These models are implemented in VHDL language, and examples are simulated to verify correctness. The results of the thesis are clear and quality code in VHDL and Mathematica languages suitable for use in education.