Estudio de eficiencia de un sistema hardware embebido para el procesado de señales procedentes de un sistema SHM

Resumen

El objetivo del proyecto es estudiar la eficiencia de un sistema hardware embebido, myRIO, desarrollado por National Instruments en 2013 tanto en términos de tiempo de ejecución como de espacio.
Con el fin de caracterizar el sistema anterior, se ha desarrollado un algoritmo de mediana complejidad denominado Delay and Sum propuesto en el documento Correlation-based imaging technique for fatigue monitoring of riveted lap-joint structure que monitoriza la fatiga que sufren una serie de remaches en una estructura de aluminio mediante el entorno de desarrollo LabVIEW.
El algoritmo anterior se aplica a un ensayo tipo Round Robin procedente del sistema PAMELA (Phased Array Monitoring for Enhanced Life Assessment) basado en la tecnología SHM (Structure Health Monitoring) que se emplea especialmente en la industria aeroespacial para la obtención de imágenes.
Se han llevado a cabo 4 test que miden los parámetros de eficiencia mencionados anteriormente implementado el algoritmo Delay and Sum en el sistema operativo de tiempo real que ejecuta el procesador de myRIO:
-Uso reducido de variables.
-Uso de tipos de datos con mayor precisión.
-Uso reducido de variables con datos de mayor precisión.
-Medidas de tiempo de ejecución y espacio requerido por el algoritmo en un PC convencional.
Al finalizar los test se han obtenidos las siguientes conclusiones:
-El sistema hardware myRIO es capaz de ejecutar el algoritmo hasta 10 veces más rápido que un PC convencional.
-El espacio requerido por el algoritmo tanto en un PC como en myRIO es similar.
-Los tiempos de ejecución del algoritmo en myRIO son alrededor de 1sg.
-La utilización extendida de variables junto con el tipo de datos de mayor precisión puede provocar que el código pueda ocupar hasta un 10% más.
Además de los resultados obtenidos anteriormente se puede concluir también que es un sistema perfectamente válido y alternativo como elemento Hardware para ensayos NDE (Non Destructive Evaluation) y sistemas SHM.
ABSTRACT.
The goal of this project is to study the efficiency of an embedded system both in term of execution time and memory space named myRIO which was developed by National Instruments in 2013.
An algorithm of moderate complexity called Delay and Sum has been developed in order to characterize the previous system means the LabVIEW development environment. It was proposed in a paper sheet called Correlation-based imaging technique for fatigue monitoring of riveted lap-joint structure to monitor the fatigue of rivets from aluminum structure.
The previous algorithm is applied to Round Robin test from PAMELA system (Phased Array Monitoring for Enhanced Life Assessment) based on SHM technology (Structure Health Monitoring) which is used in aeronautical industry to obtain images specially.
Four test has been carry out in order to measure efficiency parameters mentioned above by implementing Delay and Sum algorithm in the real operating system of the myRIO processor:
- Low utilization of variables.
- Utilization of data format with higher precision.
- Low utilization of variables and data format with higher precision.
- Execution time and required memory space measures by the algorithm in a common PC.
The following conclusions have been obtained at the end of the tests:
- The myRIO hardware is capable of running the algorithm ten times faster than a common PC.
- The memory space required by the algorithm is about the same both in the myRIO hardware and in the PC.
- The execution time of myRIO hardware is around one second.
- The use of wide amount of variables together with data format of higher precision can cause the code can take up to ten percent more.
Moreover the obtained results above, it can be concluded that it is suitable and substitute as hardware element for Non Destructive Evaluation (NDE) and SHM systems.