Escuela de Ingenierías Eléctrica, Electrónica y Telecomunicaciones
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Browsing Escuela de Ingenierías Eléctrica, Electrónica y Telecomunicaciones by browse.metadata.advisor "Agudelo Zambrano, William Mauricio"
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Item Diseño e implementación de un procesador específico en un fpga para la ejecución del algoritmo de migración 2d de Kirchhoff(Universidad Industrial de Santander, 2011) Abreo Carrillo, Sergio Alberto; Ramírez Silva, Ana Beatriz; Agudelo Zambrano, William MauricioEste trabajo de investigación se realizó bajo el convenio de cooperación tecnológica UIS-ICP 005 del 2003 y conto con el apoyo de los grupos de investigación CPS y PETROSÍSMICA. El propósito de esta investigación fue evaluar los FPGAs como una alternativa tecnológica para tratar de solucionar problemas de computación de alto rendimiento. El campo de trabajo fue la industria del petróleo en el área de procesamiento de datos sísmicos. Se abordo la migración sísmica por su gran costo computacional. Durante el desarrollo de esta investigación se elaboro un clúster heterogéneo para simular un entorno de trabajo típico y a partir del estudio del proceso de migración sísmica se construyo un procesador específico que permitiera realizar la migración sísmica 2D pre-apilado en profundidad de Kirchhoff. La elaboración del procesador específico se centró en la metodología de Co-diseño, en la cual se busco solucionar el problema mediante la interacción del mismo con el procesador de propósito general Power PC 440. Para ello fue necesario instalar sobre cada uno de los nodos del clúster un sistema operativo (Linux 5.0), la herramienta de Seismic Unix (SU) y desarrollar un driver. Al final del proceso se pudo contrastar el desempeño y la precisión del nodo FPGA con los demás nodos del clúster. Uno de los aportes más importantes de esta tesis de maestría fue que se pudo determinar el desempeño real de los FPGAs cuando se utilizan para la computación de alto rendimiento y se especificó bajo qué condiciones los FPGAs pueden alcanzar su mayor productividad.Item Diseño e implementación, sobre un fpga de un sistema reconfigurable dinámicamente instalado como un nodo de un clúster(Universidad Industrial de Santander, 2011) Salamanca Becerra, William Alexander; Ramírez Silva, Ana Beatriz; Agudelo Zambrano, William MauricioLa tecnología de fabricación de circuitos integrados mejora día a día, y esto se ve reflejado en la capacidad de cómputo de las plataformas basadas en procesadores de propósito general (PPG). Así mismo, este avance favorece otros circuitos digitales como los Field Programmable Gate Arrays (FPGAs) y los hace competitivos como dispositivos de cómputo. Su desempeño ha sido evidenciado en aplicaciones donde son empleados para implementar procesadores de propósito específico (PPE) y logran acelerar procesos de cómputo hasta 1700 veces respecto a PPG. La Computación Reconfigurable de Alto Rendimiento (HPRC) propone un nuevo paradigma de computación basada en la combinación de FPGAs y PPG con muy buenas expectativas debido a que la rata de crecimiento de la capacidad de cómputo de los FPGAs es muy superior a la que han tenido los PPGs. Teniendo en cuenta esto, empresas como el Instituto Colombiano de Petróleo (ICP), se han interesado en el tema y han apoyado investigaciones que permitan finalmente llevar a cabo sus algoritmos de procesamiento de datos en un menor tiempo. El presente proyecto de maestría realizó un avance significativo hacia la construcción de una plataforma económica de HPRC, implementando un cluster heterogéneo compuesto por PPG y FPGAs. Adicionalmente se implementó un mecanismo que permite reconfigurar parcialmente los recursos lógicos del FPGA lanzando una aplicación desde el sistema operativo instalado en el FPGA o desde el cluster mediante MPl o PVM. De esta forma, se pudo medir el tiempo de reconfiguración de los recursos lógicos y así establecer las carac- terísticas de las aplicaciones que se verían favorecidas al ser implementadas sobre este tipo de plataformas.Item Inversión del campo de ondas sísmicas PP y tiempos de llegada de ondas convertidas PS para la estimación de un modelo de velocidades P y S en el subsuelo: Un enfoque Level Set(Universidad Industrial de Santander, 2024-03-06) Niño Niño, Carlos Andrés; Sierra Bueno, Daniel Alfonso; Agudelo Zambrano, William Mauricio; Duarte Gualdrón, César Antonio; Ramírez Silva, Ana Beatriz; Aguilera Bermúdez, Ernesto; Meneses Fonseca, Jaime Enrique; Trad, Daniel; Cabrera Zambrano, Francisco HenryLa velocidad de onda cortante (Vs) es una propiedad fundamental de los medios elásticos cuya estimación a partir de ondas convertidas PS es desafiante y requiere modelar la interfaz donde ocurre la conversión de P a S. Este artículo presenta una tomografía PS donde los puntos de conversión/reflexión de ondas sísmicas corresponden al reflector geológico modelado con la función Level set en su nivel cero (ϕ(x,z)=0). El método propuesto pretende una inversión estable de Vs en un entorno de adquisición sísmica utilizando receptores multicomponente. Se utilizan modelos sintéticos que simulan verdaderos Vs, Vp y la ubicación del reflector geológico. Los tiempos de viaje de las ondas PS convertidas y las ondas PP reflejadas, tanto para datos observados como modelados (problema directo), se calculan utilizando la metodología propuesta por Rawlinson y Sambridge. Este método utiliza los tiempos de llegada de las ondas P desde la fuente sísmica hasta cada punto en el reflector como tiempos iniciales, que originan los tiempos Tps y Tpp. Estos tiempos se determinan como soluciones a la ecuación eikonal mediante el método Fast Marching. La metodología plantea un funcional definido a partir de los residuales de los tiempos de viaje (modelados-observados), en función de las variables ϕ, Vs y Vp. Se propone minimizar el funcional utilizando el método de variaciones sobre el funcional aumentado, basado en el Lagrangiano asociado. La inversión toma los multiplicadores de Lagrange como variables adjuntas que actualizan las variables Vs, Vp, y ϕ(x,z), haciendo que los residuales de los tiempos se minimizen en cada iteración. El rendimiento del algoritmo se evalúa para modelos con geometrías de reflectores sinclinales, sinusoidales y monoclinas. La tomografía propuesta estima Vs y las posiciones de los reflectores, lo que puede contribuir a corregir las estáticas y mejorar la caracterización litológica de la superficie cercana.Item Modelado y procesamiento de dispersión sísmica cercana a la superficie en datos multicomponente: Un enfoque basado en el modelado de ondas elásticas y filtrado de polarización(Universidad Industrial de Santander, 2024-01-22) Sánchez Galvis, Iván Javier; Sierra Bueno, Daniel Alfonso; Agudelo Zambrano, William Mauricio; Ramírez Silva, Ana Beatriz; Socco, Laura Valentina; Pérez Solano, Carlos Andrés; Bale, Richard; Stork, ChristofEsta tesis presenta un conjunto de estrategias para modelar y procesar el ruido causado por la dispersión sísmica cercana a la superficie (NSS, Near-surface Seismic Scattering) en datos sísmicos multicomponente. Para lograr esto, se implementó un enfoque sistemático que incluyó el modelado numérico de la propagación de ondas elásticas 3D en medios heterogéneos cercanos a la superficie con topografías irregulares que emulan escenarios del mundo real. Para mitigar las complejidades computacionales y mejorar la precisión del modelado, se desarrolló un solucionador de ondas elásticas 3D acelerado por GPU. Utilizando dicho solucionador, se introdujo una estrategia para simular la separación NSS y comprender mejor el ruido sísmico terrestre y contribuir al avance de tal ruido. Se creó un filtro de polarización multiestación para la separación de tipos de ondas, mejorando la calidad de los datos sísmicos de tres componentes (3C) submuestreados, especialmente en presencia del ruido NSS. Finalmente, se aplicaron técnicas de aprendizaje automático para la atenuación automática de NSS, lo que mejoró la calidad de los datos sísmicos. El rendimiento de estas estrategias se probó a través de varios experimentos con datos reales y sintéticos, conduciendo a un progreso significativo en la atenuación del ruido NSS en datos sísmicos terrestres.