Procesamiento digital de señales de altas prestaciones utilizando el sistema numérico de residuos

Résumé

La Tesis Doctoral realiza un estudio de las aplicaciones del Sistema Numérico de Residuos (RNS: Residue Number System) para el procesamiento numérico de altas prestaciones, con especial atención al procesamiento digital de señales, y presenta una serie de nuevas estructuras de cálculo que permiten mejorar la implementación de aplicaciones de procesamiento digital mediante el RNS, El RNS es un sistema de representación de números enteros a partir de un conjunto de números primos entre sí, llamados módulos. Las principales características del RNS son la ausencia de propagación de acarreo entre canales, reduciéndose, por tanto, los retardos asociados a la propagación de acarreos en los esquemas aritméticos convencionales, y la realización de las operaciones de suma, resta y multiplicación de manera paralela sobre el conjunto de módulos, lo que permite acelerar notablemente las operaciones y disminuir el rango dinámico de las unidades de cálculo. Por otra parte, los principales inconvenientes se refieren a las dificultades para la detección del desbordamiento y la ausencia de división. Como consecuencia, las aplicaciones clásicas del RNS se han centrado en la realización de filtros FIR, cálculo de transformadas discretas y, en general, aplicaciones basadas en la realización de un elevado número de sumas y productos. En esta Tesis Doctoral se presenta una modificación a los multiplicadores isomórficos submodulares que permite realizar un diseño con segmentación de cauce. Haciendo uso de este nuevo multiplicador y del restador de rotación-selección, se propone un nuevo algoritmo de escalado que resulta más ventajoso que las alternativas existentes en la literatura en términos de la relación entre velocidad y coste cuando la constante de escalado es el mínimo de los módulos. Por otra parte, se propone un nuevo algoritmo de escalado basado en tablas de consulta que supone un tiempo fijo de cálcu