Lorenz kaotik sisteminin sabit noktalı sayı gösterimi ile FPGA üzerinde gerçeklenmesi ve analizi

Abstract

Tez çalışmasında Lorenz kaotik sistemi, kayan ve sabit noktalı sayı gösterimleri ile yazılımsal olarak oluşturulmuştur. Sabit noktalı sayı gösterimiyle de Verilog dilinde donanımsal olarak tasarlanan sistem, FPGA üzerinde gerçeklenmiştir. Bu çalışmayı literatürdeki diğer çalışmalardan ayıran en önemli nokta ise Lorenz kaotik sisteminin gerçeklenmesinde Verilog kodlarının herhangi bir otonom yazılım yardımı olmadan oluşturulmasıdır. Tasarımın bütün parçaları, çalışma kapsamında ayrıntılarıyla yazılmış olup farklı sayıda bit uzunluklarıyla sabit noktalı sayı gösterimi kullanılarak sistem gerçeklenmiştir. Ayrıca kaotik sistemlerin belirlenen kısıtlar ve koşullar altında farklı parametreler kullanılarak, bilgisayar ortamında kurgulanan benzetimi ile FPGA üzerinde gerçeklenen tasarımın aynı sonuçlar vermesi ve bu sistemlerin donanımsal olarak sentezlenmesi sağlanmıştır. Bu sayede Lorenz kaotik sisteminin FPGA üzerindeki kaynak kullanım sonuçları, Xilinx Virtex 2 modelleri üzerinde elde edilmiştir.

In this thesis, the software model of Lorenz chaotic system is implemented using floating and fixed point number representations. Furthermore, a parametric, fixed point design of the system is realized on FPGA. Compared to other studies in literature, the most significant difference of this work is the realization of Lorenz chaotic system without any automatic code generation tools. All of the system design components are realized using fixed point number representation with varying bit lengths. Also, software simulation and hardware design outputs are matched under different conditions with various bit lengths. Consequently, speed and resource usage of Lorenz chaotic system is obtained using Xilinx Virtex II FPGA.