Internati o nal  Journal of Ele c trical   and Computer  Engineering  (IJE CE)  Vol.  6, No. 6, Decem ber  2016, pp. 2688~ 2 697  I S SN : 208 8-8 7 0 8 D O I :  10.115 91 /ij ece.v6 i 6.1 204         2 688     Jo urn a l  h o me pa ge : h ttp ://iaesjo u r na l.com/ o n lin e/ind e x.ph p / IJECE  FPGA Hardware Reali z at ion: Add i tion of Two Di gital Sign als  Based on Walsh Transforms       Z u lfika r 1 , Shu ja A.  A b b a si 2 Abd u l r ahm a n  M.  Al am oud 3   1 Department  of  Electrical and  C o mputer Engin e eri ng, S y iah  Kuala Univ ersity , Banda Aceh Indon esia  2,3 Department of  Electr i cal  Engin eering ,  King  Sau d  Universit y ,  R i yadh , Saud i Ara b ia       Article Info    A B STRAC T Article histo r y:  Received Aug 2, 2016  Rev i sed  Sep  19 , 20 16  Accepte d Oct 2, 2016    This paper pr ese n ts hardware re a liz ati on of  an ad dition of two dig ital sign als   based on Walsh transforms and inverse  W a lsh  transform s  targe t ed to th e   Xilinx FPGA  Spartan 3 board The re ali zat ion  utili zes W a lsh T r ansform  to  convert th e inp u t data to the  fre quency  domain and the inverse Walsh   transform to r e convert  the d a ta  from  the fr equency  domain. Th e design ed   s y stem is capab l e of p e rformin g addi tion, subtraction,  m u lt ipli cat ion an d   Arbitrar y W a vef o rm  Generation (AW G ). However, in the pr esen t work, the   hardware realization of additio n onl y  has been demonstrated. The Clock   frequency   for realization in to  th e board is supplied b y  an  extern al function   generator. Outp ut results are captured  using a logic analy zer . I nput data to   the board (s y s tem) is passed ma nuall y  through the available slid e switches   on-board. Keyword:  Dig ital sign al  FPGA   Hard ware realizatio System -on-chi p   Walsh transfo r m s   Copyright ©  201 6 Institut e  o f   Ad vanced  Engin eer ing and S c i e nce.  All rights re se rve d Co rresp ond i ng  Autho r Zu lfik ar,   Depa rt m e nt  of  El ect ri cal  and   C o m put er E ngi neeri n g ,   Syiah  Ku ala  Un iv ersity,  Jl Syech   Ab du l Rau f  No . 7,   Dar u ss alam , Banda  Aceh-23111, Indonesia.  Em a il: zu lfik arsafri n a @u nsyiah .ac.i d       1.   INTRODUCTION  Th e sim p licity  op eration s  of  Walsh transfo r m s  at tract ed m a ny  sci e nt i s t s  t o   devel o p ,   use ,  ap pl y  a n d   ev en  co m b in e it with  o t h e r tran sform m o d e ls. Histo r ically, th e fu nd am en tal th eo ry of Walsh  tran sform s  h a s   been  p r o p o se si nce l o n g  t i m e ag o [ 1 -3] .   Sev e ral  n o v el  desi gns  o f   ho w t o  r eal i ze W a l s h t r ansf o r m s  have  bee n   introduced in t h e last se veral  decade s   In  197 6, Fino  an d   Alg azi p r op o s ed  how to  ach ie v e   W a lsh tran sfo r m  u s in g  ad d ition  and  sub t raction  technique [4]. The idea attracted  m a ny  researche r s for ha rdwa re realiza t i on of W a l s t r ansf o r m s Howeve r ,   the  m e thod re qui red a ddition an d subtract ion of sam p les in word leve l. Later, a  m e thod of the  bit level  sy st ol i c  array  i s  de vel o pe d t o   i n crease t h e s p eed [ 5 ] .  T h e n Nay a k a n d M e her  p r o p o sed  a  ful l y  pi pel i n e d  t w o- d i m e n s io n a l (2D)  b it-lev e systo lic arch itect u r e to  ach i ev a m o re efficient i m p l e m en tati o n  [6 ].  Am i r a et al . prop ose d  a ne way  of i m pl em ent i ng  W a l s h  t r ansf orm s  i n  y ears 20 0 0  an d 2 0 0 1   based   on  Hadam a rd  m a t r i ces cal l e d Fast  Ha dam a rd T r an sf orm  (FHT ) [ 7 - 9 ] .   A m o re i n t e ns e researc h  has  been  carri ed  o u t  d u r i ng l a st  deca de . Fo r exam pl e,  a  m e t hod  of  h o w t o  ge ne rat e   W a l s fu nct i o ns i n   fo ur  di f f e rent   or deri ng s has  been i n t r od uce d  [ 10] . L a t e r,  C h an dra s eka r a n  p r o p o se d p o w er a n al y s i s  o f   W a l s h t r a n sf orm s   [1 1] . The n , a t echni que  of e f fi ci ent  archi t e c t ure o f   W a l s h t r ans f o r m s  was devel ope d i n  20 08  [1 2]  be si des  m a ny   ot he r des i gns   t h at  has b een pu bl i s he d.   Th e con cep t  of app licatio n of  Walsh tran sfo r m s  fo r add itio n and  m u ltip licatio n   o f  two   d i gital sig n a ls  was desc ri be d  earl i e r [13 - 1 4 ] .  A m o re int e nsi v e wo r k s on t h i s  al so  has been  pu bl i s he d. M o st  of t h researc h er s an d sci e nt i s t s  fo cus o n  de vel o pi n g   W a l s h t r a n sf orm s  onl y .  Ho we ver ,  eve n  l e ss, a t echn i que  o f   i nve rt i n g   W a l s h t r a n s f o r m s  i s  al so  ha ve  been  de vel o ped  [ 1 5 - 1 6 ] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J ECE   I S SN 208 8-8 7 0 8     FPGA Ha rd ware Rea liza tio n: Add itio n o f   Two  Di g ita S i gn a l s Based on   Wa lsh Tra n sforms (Zu lfika r 2 689 Th e sim p lic ity  o f   W a lsh  transform s , co m b in es with   th e po werfu lly o f  Fo urier tran sfo r m s  resu lt in  a   m o re effi ci ent   t r ans f o r m  al gori t h m  was avai l a bl e [ 1 7 - 1 9 ] .   A m e t hod  o f  c a l c ul at i ng  b o t h  DFT  a n d   WH T i s   devel ope d t h r o ug h t h fact o r i zat i on o f  i n t e r m edi a t e  t r ansf orm  T by  B o u s asakt a  an H o l t  [1 7] . A n  e f fi ci ent  al go ri t h m  whi c h com b i n es t h e  cal cul a t i on of  DFT an WH T was al so i n t r od uce d . T h e t echni que i s  bas e d o n   t h e de vel o pm ent  o f   radi x- f a st   W a l s h  Ha dam a rd Tra n s f orm  (F WHT )   [1 8] An ot he effi ci ent  m e t hod  o f   calcu latin g  b o t h   DFT  an d WHT u s ing   rad i x - 2  was p u b lish e d  [1 9 ] Th e n e i d ea  th at u tilizes  Rad e mach er  fu nctio ns f o g e neratin Discrete Fo urie r Tr ansf o r m s  (DFT) has  bee n  ca rried  o u t [2 0 - 2 1 ] .  This  wo r k pr o v e d   a st ro ng l i n bet w ee n D F and  WH T si n ce bot h o f  t h e m  can be ge n e rat e d by  a ppl y i ng t h e p r od uct  of   Radem acher functions.  In  t h e pres ent  wo rk we use Wal s t r a n s f o r m s   for  ha r d wa re  real i zat i on o f   t h ad di t i on of  t w di gi t a sig n a ls  targ eted   to  Xilin Spartan  3  b o a rd. Th e rest  of  th e p a p e r is  o r g a nized  as fo llows. Section  2 d e als with  t h e b r i e f  t h e o r y  of   W a l s or deri ng . Sect i o n  3 c o vers  sy st em  desi gn c onc ept ,  Sect i o n  4   deal wi t h   har d wa r e   real i zat i on. Se ct i on 5 prese n t s   si g n i f i cant   c o ncl u si ons .       2.   WALS H O R DERI NG   Wal s h t r a n sf or m s  i s  a uni que  t r ansf orm s   m odel ;  t h e coef f i ci ent   m a y  be  or dere d i n  di f f e rent  seri es .   Th er e ar e about f o ur  w e ll-kn ow n   o r d e r i ng s w h ich  ar e seq u en cy (W alsh ),  d y ad ic ( P aley), n a tu r a l (H ad amar d )   and  l o gi [1] .  The   ori g i n al   Wal s h  f u nct i o ns t h at  are   us ed t o   gene rat e   W a l s h t r a n s f orm s  are  or de red  i n   seq u ency .  M eanw h i l e Hada m a rd  or deri ng  i s  o f t e n c r ea t e d ba sed  o n   Hadam a rd m a t r i ces. T h en Pal e y   or deri ng   can b e   pr o duce d  by  appl y i n g  bi t   re versal  of   t h H a dam a rd o r de ri ng . T h e l a st  o r deri ng m odel  i s  m o r e   con v e n i e nt  w h en i t  i s  generat e d base d o n  t h e com pone nt - w i s e pr o duct  o f  R a dem acher fu nct i o ns [ 22] .  Logi c   or deri ng  m odel  o r de rs t h e c o e ffi ci ent s  i n  t h e   i n creasi n n u m b er  o f  c o m pon ent s   of R a dem acher  f unct i ons Tabl e 1 s h ow s  fo ur  di f f ere n t   W a l s or de ri ng  f o r m = 3 R a dem acher f u n c t i ons f o r a t o t a l  w=2 m =8  pos si bl e of   di s c ret e  W a l s h fu nct i o n s   [ 1 ] .       Tabl 1.  Or de ri ngs  o f   Wal s h F unct i o ns  R e p r e s ent e d  as P r od uct  o f  R a dem a cher  F unct i o ns   Or der i ng  w W a lsh   Paley  Hadam a r d   L ogic  0 R 0  R 0  R 0  R 0   1 R 1  R 1  R 3  R 1   2 R 1  R 2  R 2  R 2  R 2   3 R 2  R 2  R 3  R 2  R 3  R 3   4 R 2  R 3  R 3  R 1  R 1  R 2   5 R 1  R 2  R 3  R 1  R 3  R 1  R 3  R 1  R 3   6 R 1  R 3  R 2  R 3  R 1  R 2  R 2  R 3   7 R 3  R 1  R 2  R 3  R 1  R 2  R 3  R 1  R 2  R 3       3.   SYSTE M  DESIGN  (ADDI TION)  Th e d e sign  of an  in tegrated syste m  co v e rin g   add itio n ,  su b t ractio n, m u ltip licatio n  an d  AWG  h a b een   pr esen ted ear lier  [1 3- 16]. H o w e ver ,  t h e d e sign  r e q u i r es a very  si gni fi cant  ha rd wa r e  and  he nce i t  need qui t e  ex pe nsi v e FPG As.  Al so , onl y  ad di t i on  of t w o di gi t a l  si gnal s  i s  desi re d. T hus t h e sy st em  i s  redesi gn ed t o   offer hardware   realizati on of addition only. This desi gn c a n easily be accomm odated in the sim p lest  and  cheape s t  FP G A   boa r d   – t h e   Spa r t a b o ar d.  Th us a  hi ghl y  econ o m i cal  sy st em  i s   m a de avai l a bl e.    Fi gu re 1 vi e w s  desi gn  of i n t e grat e d  sy st em  f o r t r a n sf orm  l e ngt hs N= 4 an d  i nput  w o r d  l e n g t h WI= 4.  C hoi ce  an Or derin g  a r e use d  to  select the  suitable proces se s an Wal s or deri ng s res p ect i v el y .  Si gna l   Enter   is u s ed  to  pa ss   t h e i n put   si g n a l s X a n d G .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
         IJEC E 2 690     Out p u Out p u Tabl e         4.   H 4. 1.   to  cle X, G  or der i        E  Vo l.  6 ,  N o .   Signal Pa s u t. Conv er sel y u t.  Tabl e 2 s h e  3 vi ews al l   p H AR DWAR E B e ha vi or al   S Fi gu res 2  ar all buf fers  an d out p u t   a d i ng  are  sh ow n 6, Decem ber  2 Figure  1 s s is u s ed  to  c o y , whe n  Pa ss  h ow s  pos si bl e ossi bl e c h oi c e   Addit i Subtr a Multi p AW G   Hada m Paley  Seque n E  REALIZ A S im u l a t io a nd 3  sh ow  b in  th e syste m d d itio n  resu lt  v n  i n  Fi gu re  3.   Figur e 2 016  :  2 688   1 . D e sig n  of   I n o nt r o l  t h e out p = 1,  t h e Wa l e  ch oi c e  of  D S e s of  a n d W a l s Table  2 i on   a ction  p lication    Table 3 . m ar n cy  TION  b eha v i o r sim u m . Inputs X a n v iew in   Figu r e   2.  Ent r y  an  2 697    n teg r ated  Sys p ut   vi ew, i f  P l sh c o efficie n SP proc esses  sh or deri ng e 2 . List  of DS P Choi c 0 1 1 0     . Wals Or de r Or der i ng  u latio n  resu lts  n G are pass e r e 2,  m eanwh i   d  Out put  Si gn a tem  fo r N =  4 ass  = 0, the  r e n ts o f  X, G a n fo r sim p licit y e xcept for  l o g i P  Process e c e (1 C h 0   1   1   0   r i n g C hoi ces (1 )  Or d of t h e d e si g n e d  in to  th e s y i le coefficien t a ls fo r N =  a  and  WI =  e s u l t i ng si gna l n d resu lt sig n y  realiza tio n  i i c or d e r i ng h o i ce (0 d er ing ( 0 n e d  system . I n st em  cont rol l e t s   of X, G  an d a nd  W I   = 4           ISS N 2 l   will b e  avail n als are  a v ail a i nt o FP GA m n itially,  Reset   ed by  Enter.  E d  o u t p ut   base d   2 088 -87 08  a ble at the  a bl e a t  t h m eanwhile,  goes hi gh   E nt r y  dat a   d  on   Pal e Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJEC E     4. 2.   avail a It ca n slices and  2 realiz out p u   synth e  Numb e  Numb e  Numb e  Numb e  Numb e  Numb e  Numb e Speed     Mi n    Mi n    Ma x    Ma x   4. 3.   u pon   out p u vary   f req u i r Clock  ----- -        Desti n ----- - Outpu t Outpu t Outpu t Outpu t Outpu t Outpu t Outpu t Outpu t Outpu t Outpu t ----- -   4. 4.   Xilin x min i m arou n E    F PGA  Ha r Fig u S y n t hesis R e The ne xt   a ble afte im p l n  be  see n  t h at   , 1 77  sl i ce fl i p 2  Gcl k s.  Bas e ation ca cap t u t p o rt  a f t e r 6. 2 e size Selecte d e r of Slices:  e r of Slice F l e r of 4 input  e r of IOs:     e r of bonded  I e r of MULT18X 1 e r of GCLKs:   Grade: -5  n imum period:  n imum input a r x imum output  r x imum combina t Clock  t o  P a d An ot he r i m locati o n of  e a u ts shou ld b e   a f ro m  6 . 403   n s r e for  im ple m e   Clock to Pad  - ------+----- -       | clk  ( n ation |   to  - ------+----- - t <1>   |    6 . t <2>   |    6 . t <3>   |    6 . t <4>   |    6 . t <5>   |    6 . t <6>   |    6 . t <7>   |    6 . t <8>   |    6 . t <9>   |    6 . t <10>  |    6 . - ------+----- - Hardw a re A The synt h x  ISE  s o f t wa r m i ze devi at i o n n d 6.4 n s So m r dw a r e Real i z a u re 3.  W a l s C e po rt  ste p  is to  e x l e m en tatio n  s t the selected  d p -f lop s , 694   o e d  on  th is re q t ur e inpu t dat a 2 16  n s .   d  Device : 3s              l ip Flops:    LUTs:                     I OBs:         1 8s:                       31.493ns (Ma r rival time b r equired time t ional path  d d   m por t a nt  dat a a ch output  p a a s sm all as  p o s  to   6 . 40 5 ns  a e nt i ng t h e   de s - ------+----- ( edge) |      PAD   |Inter - ------+----- . 404(R)|Cloc k . 405(R)|Cloc k . 404(R)|Cloc k . 405(R)|Cloc k . 404(R)|Cloc k . 404(R)|Cloc k . 403(R)|Cloc k . 404(R)|Cloc k . 404(R)|Cloc k . 403(R)|Cloc k - ------+----- d j ustments  h esis resu lts  v r e. I n   ot her   w n  o f  cl oc k t o   p m e adjustm e nt s I a tio n: Add iti o C o e fficien t s o x tract som e  i m t ag e .  So me  o f d ev ice is su it a o f   4  inpu t LU T q ui rem e nt , t h a  with  arriv a l   200ft256-4   381  out of   177  out of   694  out of   26  26  out of    12  out of    2  out of     ximum Freque n efore clock:   after clock: elay: No pat h a  af te i m p l e m a th in si d e  the  o ssible t o  a v o a n d  t h e  de vi a t s ign system ------------ -               nal Clock(s)  ------------ - _ BUFGP        _ BUFGP        _ BUFGP        _ BUFGP        _ BUFGP        _ BUFGP        _ BUFGP        _ BUFGP        _ BUFGP        _ BUFGP      | ------------ - v iewed in  th w ord s , t h e in p p a d  del a y   or t i s  are  re quire d I SSN :  208 8-8 7 o n  of   T w o Di g   o f En tr y and   O m port a nt  i n f o f  t h e im p o r ta n a ble f o r ca rry i T s, 26  I/ Os (a h e design sys t tim e  befo re  9  1920    19%   3840     4%   3840    18%   173    15%     12   100%     8    25%   n cy: 31.753MH z 9.276ns   6.216ns  h  found  m en tatio n  ste p chip. T h de v o id  g litch e s.  A t i on i s  m i nus c - +--------+  | Clock  |  | Phase  |  - +--------+  |   0.000|  |   0.000|  |   0.000|  |   0.000|  |   0.000|  |   0.000|  |   0.000|  |   0.000|  |   0.000|     0.000|  - +--------+  previ o us sec p ut  a n d o u t p u i m e . It can be  fo r m a t c hi ng  7 08 ita l S i gn a l B O u t pu t Sign als o rm atio n  th ro u n t d a ta  of th e i m i ng  o u t  t h d e l l o f  th em  are t e m  can run  9 . 2 7 6   ns a n d t h              z p  is cl o c k to   p v iatio n  of  th e A s can be  see n c ule (m axim u m t i on a r e base d u t p o r t s  a r e s e seen that the  the I/ O a v ail a a sed on   Wa ls h fo r N  = 4 an d u gh sy nt hesi s m pl em ent e s si g n  add ition   b ond ed) ,  12   m up  to  m a x i m h e  out put  dat a p ad  d e la ys T h e se  d e la ys  co r n  bel o w,  t h d m  0. 0 02  ns ).  T d  on  au toma t e lected aut o m cl ock t o  pa d a bilit y in  Spa r h  Tr ansforms    d  WI   = 4   s  re po rt.  Thi s s yste m  are gi v sy ste m . It re q mu ltip liers (1 m u m  31. 75 M a   will b e  av ail hi s  del a y  i s   v r r e sp ond ing  t o d el ays of di f fe T h e r e  i s  n o  c l t ic  selectio n   o m at ic ally  b y s o d elays of all  o r tan  3  bo ard .      (Zu lfika r 2 691 s  re po rt is  v en  b e low.  q u i res 381  8 x 18 bi t s )   M Hz. Th a ble a t  the  v ary  base o  di f f ere n fe r e nt p a ds  l ock  pha se  o f I/Os  b y   o ftwa re t o   o utputs are  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
         IJEC E 2 692 in pu BTN 2 K1 4,  K b e av b eca u C6 E out p u man u         4. 5.   exter n th ro u g vi ew s         num b coeff i to  -6   w in  cl o com p listed      E  Vo l.  6 ,  N o .   Tabl e 4  s h an d o u t p ut   o f 2 ),  Pass  ( M 13 K 13/ S W 7 t o   S ai l a bl e c ont i n u se eac of th e E 7, C7,  D7, C u t resu lts to   l o al ve rific a tio n   Reset  En ter   Pass  X (1,  2 G (1,  2 Outpu t Hardw a re  R Har d w a re  n al fun c tio g g 8 sl i d e  sw i s  fo ur   v a lu es  o Figure  4 Fi gu re 5  b ers; th e first  i cients of sig n A close e x w hic h  are th e o ck to  pads d e ared t o  the s y i n  Ta bl 4, c a 6, Decem ber  2 h ows all co n f f  FPGA   boar d / Pu sh  Bu t t o n S W4 )a n d  G  ( F n uo usly b e f o r e e m i s  f o r m at t 8/ Pi n 5 t o   12  o gic a n alyzer n       Tabl e 4. O u t 2 , 3,  4)  2 , 3,  4)  t  ( 1 ,  2,  3,  4,   5,  6,   R es u l t s   reali zation h a g en er a t or  at a   i tch e s as liste d o f sign al  ou tp u 4 . Ou tpu t  S i g n sh ows  th e   W four { 2 -8,  - n al  G a n d the  l x am i n atio n  is  e  s e co nd  an t e lays. As mar k y nt hesi s res u l t a bl e del a y  an d 2 016  :  2 688   f i g ur at i ons  f o .  Th r e e pu sh   b n  B T N0 ) and  E F 12 , G1 2, H 1 4 e  signal Ent e r ed in t h for m of E x pansi o n . Th e ou tput  t put an d So m e Pin / P o L 13 / P u M 13 /  P M 14 /  P J14,  J1 3 F12,  G 1 7,  10)  D5, C5 , E xpans a s bee n   d one  f r eq ue ncy  o f d   i n  Tabl e 4  a u t H = {0 4,  8 n al  of   I n t e gra t W alsh c o effici e - 18 0} are  c o l ast f our   n u m b s h ow n i n  Fi g t he t h i r d  co e ff k ed  in  Figure  t  wh ich  is aro u d  del a y   of  L o g  2 697  o r  i n put   and   o b u tton  switch e E nt e r  (M 1 4 /   P 4, H 13/ S W t r  g o es hi gh E m  of 4  bi t   nu m n  C o nn ector   A resu lt is als o e  In pu ts Sele c o sition on Boar d P ush button  BT N 2 P ush button  BT N P ush button  BT N 3 ,  K14,  K13 / S W 1 2,  H14,  H13 / S W , D6 , C6 ,  E 7 , C7 , s ion Co nnec t or  A 2 usi n g Spa r t a n f  2 0  M H z .  I n a nd  o u t p ut  i s   8 2} as  a re s u   t ed  S y s t e m  ( A e nt s of t h i n o efficients of  b ers  {14, 2,  - 6 g ur e 6.  Th e f i g ff icien t s o f   si g 6, t h e l o nge s t u n d  6. 4 ns.  T g ic Analyzer. o u t pu t. This  s e s a r e assi gne P ush  B u t t on   B t o  SW 0)   r e qu i E i ght  s w i t c he s m ber. I n   ot he r A 2) , an  exp a n o  di s p l a y e d i n c tion  fo H a r d w 2   N N W 7 to  SW4   W 3 to SW 0   ,  D7, C8 /  Pin 5 t 2   n  3  boa r d . T h n put  X   an d G  viewed usi n u lt of ad d ition   A dd itio n Proc e n put  si gn al a si gnal  X;   ne x 6 , -10}  are c o e g ur e sh ow s s o g n a l ou tpu t T h t  cl ock t o  pa d T h e  in cr e a s ed   election is  b a d  for signals  R B TN1). Wh ile i r e  togg le sw i t s  are nee d ed  t r   t o  ca pt ure  t h s i on ca bl e i s   r n  on - b oa rd  L E w a r e R ealizat I nput / I nput   I nput   I nput   I nput   I nput   o  12 of  Outp u h e clock t o  th e a r e passe i n logic analyz e process  at fre e ss) fo r N  =   4   a n d  th outp u x t  f our  valu e s e ffi cients of t h o m e  g litch e d h ese g litch e d  del a y  i s  14. 1 d elay due t o   h          ISS N 2 a se d on   t h a R eset (L 13/  p u e , i n put   dat a   X t ches since t h t o han d l e   t h h e  Out put   ( D 5 r equi red fo c E Ds fo r ind i c t i on  /  Outpu t   ut   e  system  is s u n to  t h e   b o ar d e r TLA5 000 B e quency 20  M H   and WI  = 4  u t sign al.  Th e s   {1 2,  1 0 ,  1 2 h e  ou t put   si gn d uring  tran sit i a ppea r  du t o 1 ns, a nd t h i s h ardwa r e a d j u 2 088 -87 08  a v a ilab ility   u sh  b u tton  X ( J 14, J1 3,  e y  have t o   inpu t d a ta  5 , C 5 D6,   c onn ectin c at i on a n d   u p p l i e d by   m a nual l y   B . Fi gu r e  4  H z.      e r e  ar 12  2 , - 1 0} ar e   a l.  i on fr om  2   o  var i ati on  s  is  lo ng er  u stm e nt as   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJEC E assig n G = {         Figu r E    F PGA  Ha r Fi gu re 7  s n e d  fo r sign a -6, -2, 3, 7}.  T       (a)   r 7. Input  Si g (b ) “ 0 1 1 0   1 r dw a r e Real i z a s ho ws ho w t w a l inpu = T h e  d e tails ar e Figur Figure 6 . g nal s  X  a n d   G 110” = “6 -2 I a tio n: Add iti o w o  i n pu t sign a l =   {6 ,  6 ,  5, e  s h ow n i n   T a e  5.  W a l s C o .  Clo s e Ex am i   (b )   G  of I n t e g r at e d   (de c ) ; (c ) “ 0 1 I SSN :  208 8-8 7 o n  of   T w o Di g l s a r passed  i - 5 } a nd  ot h e a bl e 4.     o efficients of    i nat i on b e t w e e   d  Sy stem  for  N 1 0 1  00 11”   7 08 ita l S i gn a l B i nt o t h boa r d e r f o ur s w it c Sig n al X, G  a e n t h e C o effi c   (c)   N   = 4 a n WI   5 3” (d ec);   ( d a sed on   Wa ls h d Fou r  slid e s w c hes a r e ass i n d Ou tpu t   c i e nt s 2  a n d 6   4 ;  (a) “ 0 11 0 d ) “101 0 111 h  Tr ansforms  witch e s on  th i gn ed fo r   si g       (d )   0   10 10 ” = “6   - 1 ” = “ - 7”  ( d e   (Zu lfika r 2 693 e right  are   g n a l in pu t     - 6” ( d e c );   e c)  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
         IJEC E 2 694 LED s H = { X =  { coeff i       Fi g       (a) “ 0       F “00 0    E  Vo l.  6 ,  N o .   In or der  t o s  equ i pp ed  on   0,  4, 8,   2 }   w h 2, - 8 , - 18,  0} , i cien ts to  th o   (a)   g ur e 8 .   Ou tpu t (b   (a)   Fi gu re 9.   C 0 0 000 010” =    (a)   F ig ur e 10 C o e 0 01 1 00”  =  12   6, Decem ber  2 o  see a  m o re  c the boa rd an d h en the  sys t e m ,   G =  { 1 2 ,   10 , o ut p u t  whe n   p t  Signal  of Int e “0 000 010 0”  = o e fficien t s o f   2 (d ec) (b ) “ 1 e fficients of  I n (d ec) ; (b )   “0 0 2 016  :  2 688   c lear hardwar e d  the fre q u e n c m  is o p e rated  u  12, - 10} a n d p us h b u t t o ( a   (b )   e grat e d  Sy st e m =  4 (d ec) ( c   (b )   f I n put  Si g n al   X 1 1 111 000 ” =  -   (b )   n pu t Sign al  G 0 00 101 0  =  1 0  2 697  e  realization  ( c y th at h a be u n d e r add itio n d  H = {14 ,  2,  - a ssi gne d f o r P a m  (ad d ition )   f 00 001 000 ”  = X  of   I n teg r at e - 8  ( d ec ); (c G  of  Int e grat e d 0   (dec ); (c ) “ 0 hum an eyes  v e en reduce d t o n  m ode. Fi gu r e - 6 ,  -1 0} res p e a ss) is  pre sse d   (c)   f or N  = 4  a n =   8 ( d ec); (d   (c)   e d System  ( a d 1 110 111 0  =    (c)   d  Syst em  (add i 0 0 011 00 ” = 1 v iewed), the o o  1 Hz.  Fi g u r e s 9  to   11  sh o ctiv ely. Th L d .     WI  =  4; (a)  0 00 000 010 ”  = d itio n) for N  = -1 8 (d ec) (d ) i tio n)  fo r N  =  2 ( d ec); (d 1          ISS N 2 o ut put s are  p a s r e 8  vi ews ou t o w c o efficient L ED s  ar e   d i s p   (d )   0 0 000 000 ” =  =  2 (dec)     (d )   = 4  a n d WI   )  “0 000 000 0     (d )   4 an W I  =  4 11 110 110 ” =  2 088 -87 08  s sed to t h e   t put  si gnal   s of   s i gnal   p layin g  th 0 ( d ec );    4;    = 0  (dec)   ;    (a)  -1 0 (dec)  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJEC E   (a) “ 0     5.   C succe exter n adjus t syste m onl y   a     AC K N (M A A N um b Educ a     REF E [1]   M D [2]   K A [3]   M [4]   B C [5]   L P [6]   S v 1 [7]   A A ( [8]   A S [9]   A s I [10]   B P 8 [11]   A I E    F PGA  Ha r   (a)   Figure 11.  C o 0 0 001 110” =  1 C O NCL USI O Har d w a re   ssfu lly. Th r n al fu nctio g t m e n t s, th e ti m m  i s  desi gne a d d ition  i s  pr e NOWLED G E This pro j A RIFAH), K i b er (11_NA N a tio n, Indo n e s E RE NC ES   M .G. Karpovs k D evic e s , John  W K .G. Beauch a m A cadem ic  P r es s M . Maqusi,  A p p B .J . F i no, V . R . C omputers , 19 7 L .W . Chang ,   M P roc e ssing , vo l S .S . N a yak, P . K v ecto r -matr i m 1 999.  A .  Amira,  A.   A rithmeti c Pri n ( ICECS’2K),  B A .  Amira,  A.   B S ignal Process i A .  Amira,  A.   B s ignal process i I nternational  C B .J . F a lkow s k i P rogrammable H 8 26.  A . A m ira, S .  C h I EEE Transact i r dw a r e Real i z a o e fficients of  1 4  (d ec) ; (b O real ization  o r eal i zat i on ha g en er a t o r . Th e m e from  cloc k to  p e rform  a d e sen t ed  due  to E MENTS   j ect was  fu n i n g  A b dul  A z N -21 18- 02)  a n s ia und er   pr oj e k y ,  R. S.  Sta n k o W ile & Sons I n m p,  A pplicati o s , 1984   p li e d  W a l s h A n .  Algazi,   Unifi e 7 6; 42: 1142-1 1 M .C. W u , A   l 31, no . 3 ,  pp K . M e her, H i g h m ultipl i er IEE E B ouridane, P.  n cipl es , in P r o B eirut, Lebanon B ouridane, P.  M i ng , in  Proc. of  B ouridane, P.  M i ng ,   A coustics, C o n ference on S i , T .  Sa sa o,   U n H ardware Imp l h andras ekar an, i ons on Ve ry L a I a tio n: Add iti o   (b )   O u t put  Si g n a 000 000 10 ” =  o f add itio o s  b e en  ta rg et e e  ou tpu t   is ca p k  t o  pa d i n c r e d di t i on, s u bt r a  har d ware  l i m n de d by   t h e z iz City fo n d Sy i a h K u a e ct  Hi ba B e r o vic and J.T.  A n c.  P ublicat ion o ns  of Walsh  alysis , 1s t ed .,   H e d Matrix  Tre a t 1 46   bit lev e l s y s t o 34 1–347, 199 3 h  Throughput  V E  Trans. Circu i Milligan A   N o c. of The 7th  , 2 000.  M i l liga n ,  M.  Ro u IEE Vision, I m M il ligan and M .  S p eech , and  S al t L a ke  Ci ty n ified Algorith m l ementations , i n Power Modeli n a rge  Sc ale Inte g I SSN :  208 8-8 7 o n  of   T w o Di g a l H of In teg r a (d ec) ; ( c ) “ o f  t w o sign a e d to FPGA  S p tur e d u s i n e ases m o re th a ct i o n an m u m i t atio n  of the  e  Nation a P Science a n a la Un iv ersit y r saing, No. 02 A stola ,   Spectra l n , New Jersey ,   2 and Related  F H eyden and  S o t ment of the F a o lic array  for  3 V LS I im plem e n i ts Syst. II,  An a N ovel Ar chit ect u h  IEEE Intern a u la ,   N ovel F P G m age, and Sign a .  Ro ula, an F P G S i g nal Proce s UT, 2001,  pp m  to  Generate  n  Proc .  of IE E   o ng and  Eff i cie n g ration ( V LSI)   S 7 08 ita l S i gn a l B   (c)   a ted  Syste m  ( a 1 111 101 0  =  a l s  base d on   S pa rt an 3  bo a logic a n alyze an twice fro m u l tip licatio n   p Sp ar tan 3 bo a P lan  for Sci e Technology,  y , Ministry o f 5/ SP 2H/ LT/ D l  Logic and It s 2 008   F unctions with o n Lt d , London , a st Wa lsh-Ha d a Walsh–Hada m n tation  of discr e a log Digit.  Sig n u re of  Walsh  H tion a l  Confere G A Im plementa t a l Processing, 2 G A im plem ent a s sing , 2001.  P 1105- 1108 vol . Wals hFunctio o n Vision, Ima g n t FPGAIm p le m S ys tems , vol. 1 a sed on   Wa ls h a d d ition )  for  N -6  ( d ec);  (d Walsh tran s a rd. T h e cloc k r  TLA50 00 B . m  6. 40 ns t o   rocesses ,  the  a r d e nce, Te chn o K i ng do m  o f   f  Research,  T D RPM  /II/2 0 1 6 s  Applications  f an Introduct i ,  1981   a ma rd T r a n sfo r m ard trans f orm s e te orth ogonal  n a l  Pr oces s . v o H adamard Tr a n ce on Electr o ions of Walsh- H 0 01 a tion o f  W a lsh - P r o ceed ings . ( I  2.  n s in Four Di f g e and Signal  P m entation of F H 5 , no.  3, pp . 28 6 h  Tr ansforms    (d )   N  =  4 a n WI   11 110 110 ”  = s fo r m s h a b k  i s  gene rat e d .   Because  o f 14 . 14 ns. Al t har d ware rea l o log y  and  I f  S a udi   Ara b i T e c hn ol o g y  a n 6 , Feb 17, 20 1 f or The  Desig n i on to S e quen r m,   IEEE Tran s s Tran saction  transfor ms usi n o l. 46 , n o . 5. p p a ns fo r m  us in g   D o nics , Circuit  & H adama r d Tra n - Hadamard tra n I CASSP ' 01) 2 if ferent Orderi n P rocessing, 20 0 H T for Signal  P 6–295 , 2007.    (Zu lfika r 2 695 =  4;    =  -10  ( d ec)  b een  do ne  d  us i ng  an  f  ha r d wa re   t ho ugh  th l i zat i on o f   I nn ov ation  i a, Awa rd   n d Hi g h er   1 6.   n  of Digital  cy  The o ry s actions on   on Sign al  n g bit-level  p . 655–65 8,  D istributed  &  Sy st e m s   n sforms fo r   n sforms for   2 001 IEEE   n gs and Its  5, pp. 819– P roce ssing”,  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                        I S SN 2 088 -87 08  IJECE Vol. 6, No. 6, D ecem ber 2016  : 2688 – 2697  2 696 [12]   P. K.  Me he r,  J.C.  Pa tra ,   Fully- Pipelined  Efficient Ar ch itectures for FPG Realization o f  Dis c rete Hadamard   Transform , in Proc. OfInternational Confer ence on Applicatio n - S p ecifi c S y s t e m s ,  Architec t ur e and P r oc es s o rs  (ASAP 2008), 2008, pp . 43–48 [13]   Zulfik ar, S.A .   Abbasi and A.R.M.  Alamoud, FPGA based processing of d i g ital signals usin g Walsh analy s is,  Electrica l , Control and Computer Engineering  ( I NECCE) ,  201 1 International  Conference on Pahang, 2011, p p 440-444.  [14]   Z.M. Yusuf, S.A. Abbasi  and A.R.M. Alam oud, "FPGA Base d Anal y s is  and  Multipli cat ion o f  Digital Sign al s,"  Advances in Computing, Contro l and Teleco mmunication Technolog ies ( A CT) ,  2010 Second Internation a Conference on , J a karta, 2010, pp. 32-36   [15]   Zulfik ar, S.A .  Abbasi,  and A.R.M. Al amoud, “FPGA Based Comple te Set of Walsh and Inv e rse  Walsh Transfor ms  for Signal Processing,"  Transaction of  Electronics  and Electrical  Engineering , vol. 18 , no . 8 ,  pp . 3 - 8, Octob e r 2012   [16]   Zulfik ar, S.A. A bbasi, and A.R.M. Alam oud, “Design of  Real  Tim e  Walsh Transform  for  Processing of Multiple  Digital Sign als,"   Transaction of International  Jo urnal of  Electrical and Computer Engineering V o l. 3, N o . 2 ,  p p 197-206, April 2 013  [17]   S .  Bous s a kta and A.G.J .  Holt, "F as t algorithm  for calcu lation of both Walsh-Hadamard  and Fourier transforms  (FWFTs)," in  El ectr oni cs  L e tt er s , vol. 25 , no . 20 pp. 1352-1354 28 Sept. 1989   [18]   M.T. Hamood and S. Boussakt a, "Fast Walsh–Had amard–Fourier Transform Algorithm," in  IEEE Transactions on   Signal Processin g , vol. 59 , no . 11 , pp . 5627-5631 , Nov. 2011   [19]   T .  Su a n d F.  Yu, "A Fa mily  of Fa st  Hadamard–F ourier  Transfor m Algorithms," in  IEEE Signal Processing Letter s Vol. 19 , No. 9, p p . 583-586 , Sept. 2012 [20]   Zulfik ar and  H.  Walidain y , "A n ovel 4-poin t  dis c rete F ourier  tr ansforms circuit  based on produ ct of Rad e macher  functions",  Electrical Engin eerin g and Informatics ( I CEEI) ,  201 5 International  Conference on , Denpasar,  2015,  pp. 132-137 [21]   Zulfik ar, H . Walidain y ,  “Design of 8-point  DFT based on  Rad e m acher F unc ti ons ”,  Transactio n of Internation a Journal of Electrical and  Computer  Eng i neer ing V o l. 6 ,  N o .  4.   [22]   R.E.A . C. Paley ,   “A Remarkable Se ries of Orthogonal Functions ( I),"  London Mathematica l  Societies , 34 (1932) pp 241-264      BIOGRAP HI ES OF  AUTH ORS       Z u lfikar,  he was born in Beureunuen, Aceh , Indonesia,  in 1975.  He receiv e d his B.Sc. degr ee in  Electrical Engin eering  from North Sumatera Univ ersity , M e dan, I ndonesia, the M. Sc. Degr ee  in  Electrical Engin eering from Kin g  Saud Univer sity , Riy a dh, Sau d i Arabia, in 19 99 and 2011,  res p ect ivel y.   He joined as  t each ing s t aff i n  the Departm e nt of Ele c tron ics  at P o lit ekni k Caltex Ri au,   Pekanbaru, Indo nesia in  2003.  He served  as head  of Industrial  Control Laborator y ,  Politekni Caltex Riau fro m 2003 to 2006.  In 2006, he join ed  the Electrical  Engineering Dep a rtment, S y iah  Kuala Universi t y . H e  has been  a ppointed  as head  of Digital  Labor ator y  for two su ccessive  y e ars.  His c u rre nt re searc h  inte re sts include  VL SI d e sign  and S y stem on   Chips (SoC).           Shuja A.  Abba si,   he was born  at Amroha, In dia  in 1950 . He obtained  the d e grees of  B.Sc.  Engineering and  M.Sc. Engineering in Electr ical Engineering in  1970 and 1972 respectiv ely   from  Aligarh M u slim  Universit y  (AMU), Aligar h,  Indi a with  the  first posit ion in   the Univ ersit y He didPh.D. fro m University  of   Southampt on, England  in 1980  in  Microelectronics.   He joined as Assistant Professor in the Departm e nt of Ele c tri c a l  Engine ering at  Aligarh Muslim  University , Alig arh, India in 19 71, was promot ed to the positions of Associate Professor and  Professor in 1982 and 1986 r e spectively .  He shif ted to  the newly  cr eated  Department of   Electronics Engineering  at AMU as Professor in  1988. He served  as Chairman, D e partment of  Electronics Engineer ing, AMU  from 1996 to  1 999.  He held man y  Academic/Administrativ positions in  the  past at AMU and outside. He  jo in ed as  P r of es s o r of El ec tronics Engineering at  College of  Engineering ,  King Saud University Ri y a dh, Saudi A r abia in 1999 an d is continuing   there since th en . He h a s more  than 100  resear ch  publications  to his  cred it so far. He h a completed man y  client funded pr ojects from various organization s . His current in terests in clud VLSI design  and  technolog y .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J ECE   I S SN 208 8-8 7 0 8     FPGA Ha rd ware Rea liza tio n: Add itio n o f   Two  Di g ita S i gn a l s Based on   Wa lsh Tra n sforms (Zu lfika r 2 697     Abd u lrahman A.  Alamoud,   he was born in  Onaizah , Saudi  Arabia on Sept. 21, 1946. He  earned his B.Sc. degree in Electrical Eng i neer ing, Colleg e  of  Engineer ing (COE) from th e   Univers i t y  of Ri yadh (r enam ed l a ter as  KS U). He earned his  M . S c ., in M i cro e le ctroni cs , and  Ph.D., in photovoltaic solar cells, from  West Vir g inia University ,  Morgantown, W.V., USA in   1974 and 1984 r e spectively .  In J une 1984, h e  jo ined  the Department of Electr i cal Eng i neering,  KSU and was p r omoted to the r a nk of Professor in 1999. In 199 1 he took a one  y e ar leave of   abs e nce  from  KS U and joined t h e Advanc ed El ectron i cs  Com p an y  AEC) , Ri ya d h , S a udi Arab ia   as the Special Projects Director . In1992 he was  appointed as Director , Resear ch Center , COE,  KSU for a two  t e rm  period  in Ju ne 1996. In  the   acad em ic  y e ar  June 1996- Sep t   1997 he was  a  Vis iting Res ear ch As s o ciate P r ofes s o r,Nation a l Renewab l e Energ y   Labor at or y, Golden,   Colorado, USA (July 15-Dec.15 97) where he w o rked on the development of th in films CdTe  Solar Cells and  characterization   of  materials (such as semiconducto rs thin films and Saudi white  s a nd rocks )  and  a Vis iting Res e a r ch As s o ciate P r ofes s o r, VLS I  Res earch Group Department of  Ele c tri cal  and  C o m puter Engin e ering,  Univers i ty  of  Water l oo,  Waterl oo, ON,  Canada. Worked  on the design of VLSI circuits using Cadence (M ar.9-Aug.22 , 97) . He was chosen to be the Vice  Dean for Administrativ e Affair s, COE, KSU dur ing the per i od  of June 1999-  June 2005. His  res earch in ter e s t s  are in both m i croele ctroni cs , Solar Cells and Materials, and Photovoltai c   S y ste m s.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.