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Energy Benefits of Reconfigurable Hardware for Use in Underwater Snesor Nets

Energy Benefits of Reconfigurable Hardware for Use in Underw...

引用

23rd IEEE International parallel and Distributed Processing Symposium

作者： Benson, Bridget Irturk, Ali Cho, Junguk Kastner, Ryan Univ Calif San Diego Dept Comp Sci & Engn La Jolla CA 92093 USA

ISBN: (纸本)9781424437511

Small, dense underwater sensor networks have the potential to greatly improve undersea environmental and structural monitoring. However, few sensor nets exist because commercially available underwater acoustic modems are too costly and energy inefficient to be practical for this applications. Therefore, when designing an acoustic modem for sensor networks, the designer must optimize for low cost and low energy consumption at every level, from the analog electronics, to the signal processing scheme, to the hardware platform. In this paper we focus on the design choice of hardware platform: digital signal processors, microcontrollers, or reconfigurable hardware, to optimize for energy efficiency while keeping costs low. We implement one algorithm used in an acoustic modem design Matching Pursuits for channel estimation - on all three platforms and perform a design space exploration to compare the timing, power and energy consumption of each implementation. We show that the reconfigurable hardware implementation can provide a maximum of 210X and 52X decrease in energy consumption over the microcontroller and DSP implementations respectively.

关键词： underwater acoustic modems mapping parallel algorithms energy efficiency issues field programmable gate arrays design space exploration

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