Libro de resúmenes - Encuentro Científico Internacional

estado compleja que hace las veces de controlador del sistema se encuentra dentro de una
disposición a la que se le denomina SBA (Simple Bus Architecture) o Arquitectura Simple
de Bus, la cual no es más de una simplificación de las señales y reglas que establece la
especificación Wishbone.
Palabras claves: FPGA, instrumentación virtual, trazador de curvas.
Ingeniería y Energía
Interface de controles virtuales para el desarrollo de aplicaciones interactivas en
FPGA
Virtual controls interface for the development of interactive applications in FPGA
Miguel Risco Castillo
Universidad Tecnológica del Perú, Facultad de Ingeniería Electrónica y Mecatrónica,
Centro de Investigación y Desarrollo en Ingeniería (CIDI)
Resumen
El desarrollo de aplicaciones en FPGA (Field Programmable Gate Array), por su nivel de
complejidad, establece un grado de dificultad adicional al que supone la realización tareas
con resultados similares usando microprocesadores o microcontroladores, por este motivo,
las FPGA suelen usarse donde este esfuerzo añadido es justificado, ya sea por su enorme
flexibilidad o en tareas en el que, el procesamiento en paralelo, uno de los puntos fuertes
de estos dispositivos, sea requerido. Sin embargo existen aplicaciones intermedias en
donde, siendo razonable el uso de las FPGA, resulta complejo el diseño de los métodos de
control que permiten al usuario interactuar con el sistema, distrayendo al diseñador de la
aplicación de los objetivos principales. Durante la instrucción en el uso de estos
dispositivos sucede algo similar, el docente y alumno suelen distraer su atención en la
solución de problemas de interconexión específicos del hardware que se esté usando
como herramienta de desarrollo y muchas veces el cambio de estas herramientas supone
una modificación drástica de los parámetros del ejercicio, del mismo modo, hay proyectos
en los que se descarta el uso de tarjetas de prototipos por no disponer del número de
controles o interfaces suficientes para el ingreso de datos o presentación de los resultados.
Este trabajo presenta una herramienta que consiste en los elementos de software y
núcleos IP (intellectual property) para FPGA necesarios que permiten la implementación de
un conjunto de controles virtuales en PC (computadora personal) que interactúan
automáticamente con un componente sintetizable en VHDL usando una conexión serie
disponible en la mayoría del hardware de desarrollo. La complejidad del sistema
permanece oculta de cara al diseñador y éste accede a un conjunto de señales de entrada
y salida fácilmente identificables con sus símiles virtuales. La aplicación resultante es un
sistema transparente en donde el usuario puede interactuar con su diseño al interior de la
FPGA directamente desde el panel de controles virtuales en PC proporcionando estímulos
manuales o automáticos y mostrando los posibles resultados mediante representaciones
binarias, hexadecimales e incluso gráficas. Este método de control y presentación de
resultados se viene usando en el desarrollo de los ejercicios del curso, que sobre diseño
en VHDL y FPGA, dicta el laboratorio multidisciplinario del centro internacional de física
teórica (ICTP), entre otras aplicaciones. El software para PC y el núcleo IP específico para
la FPGA se distribuyen gratuitamente y sin limitaciones para fines educativos y de
investigación previa autorización del autor.
Palabras claves: FPGA, control virtual, aplicaciones interactivas