• S približnim računanjem do učinkovitejših merilnikov hrupa
Novice

V reviji Sensors sta Ratko Pilipović in Patricio Bulić s Fakultete za računalništvo in informatiko UL s sodelavcem Vladom Risojevićem iz ETF Banja Luka objavila znanstveni članek "On the design of an energy efficient digital IIR A-weighting filter using approximate multiplication," v katerem predstavita implementacijo IIR A-filtra, ki se uporablja v merilnikih hrupa. Predlagana rešitev, ki temelji na približnem računanju, je energijsko občutno bolj učinkovita in zaseda manj prostora na čipu.


Onesnaževanje s hrupom je pogosta težava v urbanih okoljih ali na delovnih mestih in izpostavljenost hrupu lahko vodi do zdravstvenih težav. Za merjenje izpostavljenosti hrupu se uporabljajo merilniki ravni zvočnega tlaka, ki morajo izmerjeno vrednost zvočnega tlaka pretvoriti v glasnost hrupa. Da bi pri tem čim bolje oponašali človeško uho, morajo merilniki izmerjene vrednosti filtrirati z A-utežnim filtrom, ki oponaša frekvenčno karakteristiko človeškega ušesa, saj je človeško uho različno občutljivo na različne frekvence zvoka.

 

A-utežni filter je (praviloma) digitalno vezje, ki se danes vgrajuje v same merilnike ali celo v mikrofone, ki so sestavni deli senzorskih omrežij. Ker za oboje želimo, da so čim manjši in imajo čim manjšo porabo energije, morajo tudi A-filtri biti prostorsko in energijsko učinkoviti. Raziskovalci so v članku predlagali implementacijo A-filtra z uporabo približnega računanja. Približno računanje je sodoben pristop k zmanjševanju energije tako, da se za računanje uporabljajo manjša in energijsko učinkovitejša aritmetična vezja, ki dajo dovolj dober rezultat. Digitalni A-filter so tako v svoji raziskavi implementirali kot IIR-filter, v katerem so uporabili približne množilnike, ter analizirali vpliv množilnikov na natančnost in stabilnost filtrske kaskade. Celoten filter so sintetizirali v 45-nm tehnologiji.

 

Rezultati sinteze so pokazali, da ima tak filter za 70 %  manjšo porabo energije ter zaseda za več kot 50 % manj prostora na čipu. Eksperimenti pri meritvah hrupa s takim filtrom so pokazali, da se da predlagani filter uporabiti v merilnikih brez opazne degradacije merilne natančnosti. Delo je rezultat večletnega sodelovanja raziskovalcev UL FRI in ETF Univerze v Banja Luki.