Generación automática de VHDL mediante Simulink HDL coder y aplicación al procesado de señales

Gordon E. Moore, co-fundador de Intel, predijo en una publicación del año 1965 que aproximadamente cada dos años se duplicaría el número de transistores presentes en un circuito integrado, debido a las cada vez mejores tecnologías presentes en el proceso de elaboración. A esta ley se la conoce como Ley de Moore y su cumplimiento se ha podido constatar hasta hoy en día. Gracias a ello, con el paso del tiempo cada vez se presentan en el mercado circuitos integrados más potentes, con mayores prestaciones para realizar tareas cada vez más complejas. Un tipo de circuitos integrados que han podido evolucionar de forma importante por dicho motivo, son los dispositivos de lógica programable, circuitos integrados que permiten implementar sobre ellos las funciones lógicas que desee implementar el usuario. Hasta hace no muchos años, dichos dispositivos eran capaces de implementar circuitos compuestos por unas pocas funciones lógicas, pero gracias al proceso de miniaturización predicho por la Ley de Moore, hoy en día son capaces de implementar circuitos tan complejos como puede ser un microprocesador; dichos dispositivos reciben el nombre de FPGA, siglas de Field Programmable Gate Array. Debido a la mayor capacidad y por lo tanto a diseños más complejos implementados sobre las FPGA, en los últimos años han aparecido herramientas cuyo objetivo es hacer más fácil el proceso de ingeniería dentro de un desarrollo en este tipo de dispositivos, como es la herramienta HDL Coder de la compañía MathWorks, creadores también Matlab y Simulink, unas potentes herramientas usadas ampliamente en diferentes ramas de la ingeniería. El presente proyecto tiene como objetivo evaluar el uso de dicha herramienta para el procesado digital de señales, usando para ello una FPGA Cyclone II de la casa Altera. Para ello, se empezará analizando la herramienta escogida comparándola con herramientas de la misma índole, para a continuación seleccionar una aplicación de procesado digital de señal a implementar. Tras diseñar e implementar la aplicación escogida, se deberá simular en PC para finalmente integrarla en la placa de evaluación seleccionada y comprobar su correcto funcionamiento. Tras analizar los resultados de la aplicación de implementada, concretamente un analizador de la frecuencia fundamental de una señal de audio, se ha comprobado que la herramienta HDL Coder, es adecuada para este tipo de desarrollos, facilitando enormemente los procesos tanto de implementación como de validación gracias al mayor nivel de abstracción que aporta.

Hardware basado en FPGA para síntesis de audio mediante muestras grabadas y control MIDI

El objetivo de este proyecto es desarrollar una plataforma hardware capaz de sintetizar sonidos a partir de fragmentos grabados, y de ser controlado mediante un dispositivo MIDI. Para ello se utilizará: - una placa de prototipado que incluye un dispositivo programable (FPGA) y un CODEC para la grabación/reproducción de audio digital. - un teclado MIDI.

Aprendizaje basado en proyectos en Diseño y Construcción de Sistemas Digitales

Duración (en horas): Más de 50 horas. Destinatario: Estudiante y Docente

Kontrol esparruan ikasketa eta garapenerako oinarrizko ingurune praktiko, ireki eta askea

Embedded system design (VHDL description) based on Xilinx's Spartan3E Development Kit to perform real-time PID control and monitoring of DC motors.

Procesado digital de señales mediante circuitos integrados reconfigurables.

El procesado digital de señales en tiempo real requiere en algunos casos el desarrollo de hardware específico de alta velocidad. Con este fin se propone el diseño de una arquitectura, su especificación usando un lenguaje de descripción del hardware (VHDL) y su verificación experimental sobre un circuito integrado de tipo FPGA. Se propone en concreto la implementación de un filtro FIR y su aplicación a señales de audio.

Marco-reloj-despertador basado en FPGA

Gordon E. Moore, cofundador de Intel, predijo en una publicación del año 1965 que aproximadamente cada dos años se duplicaría el número de transistores presentes en un circuito integrado, debido a las cada vez mejores tecnologías presentes en el proceso de elaboración [1]. A esta ley se la conoce como Ley de Moore y su cumplimiento se ha podido constatar hasta hoy en día. Gracias a ello, con el paso del tiempo cada vez se presentan en el mercado circuitos integrados más potentes, con mayores prestaciones para realizar tareas cada vez más complejas. Un tipo de circuitos integrados que han podido evolucionar de forma importante son los dispositivos de lógica programable, circuitos integrados que permiten implementar sobre ellos las funciones lógicas deseadas. Hasta hace no muchos años, dichos dispositivos eran capaces de incorporar circuitos compuestos por unas pocas funciones lógicas, pero gracias al proceso de miniaturización predicho por la Ley de Moore, hoy en día son capaces de implementar circuitos tan complejos como puede ser un microprocesador; dichos dispositivos reciben el nombre de FPGA, siglas de Field Programmable Gate Array. El presente proyecto tiene como objetivo construir un marco de fotos digital con reloj y despertador programable, valiéndose para ello de la FPGA Cyclone II de Altera y una pantalla táctil de la casa Terasic. Con este fin, se documentará en primera instancia los dispositivos a utilizar con sus características y posibilidades que plantean, para pasar posteriormente al diseño de la aplicación y su implementación e integración en la placa para comprobar su correcto funcionamiento.

Circuitos integrados reconfigurables de bajo consumo

El objetivo principal del trabajo es el diseño, utilizando técnicas de bajo consumo, del algoritmo de cifrado estándar AES (Advanced Encryption Standard) y su implementación sobre dispositivos reconfigurables, en particular sobre una FPGA.

Design, analysis and implementation of a versatile low level radio frequency system for accelerating cavities

179 p.

Adaptive Scalable SVD Unit for Fast Processing of Large LSE Problems

Singular Value Decomposition (SVD) is a key linear algebraic operation in many scientific and engineering applications. In particular, many computational intelligence systems rely on machine learning methods involving high dimensionality datasets that have to be fast processed for real-time adaptability. In this paper we describe a practical FPGA (Field Programmable Gate Array) implementation of a SVD processor for accelerating the solution of large LSE problems. The design approach has been comprehensive, from the algorithmic refinement to the numerical analysis to the customization for an efficient hardware realization. The processing scheme rests on an adaptive vector rotation evaluator for error regularization that enhances convergence speed with no penalty on the solution accuracy. The proposed architecture, which follows a data transfer scheme, is scalable and based on the interconnection of simple rotations units, which allows for a trade-off between occupied area and processing acceleration in the final implementation. This permits the SVD processor to be implemented both on low-cost and highend FPGAs, according to the final application requirements.

Reloj basado en señales GPS con corrección digital para PTP-Master

[ES]este proyecto trata sobre el desarrollo de un core en una FPGA para conseguir, gracias a un módulo GPS, una referencia temporal precisa, necesaria para un equipo PTP master (IEEE-1588), a bajo coste y con calidad Grand Master.

Reloj basado en señales GPS con corrección por tensión para PTP-Master

[ES]El proyecto presentado a continuación muestra la elaboración de un core para ser embebido dentro de las denominadas FPGAs (Field Programmable Gate Array), cuya finalidad es la creación de una referencia temporal, en arquitectura de 64bits, gracias a un módulo GPS (Global Positioning System), lo más cercana posible al orden de las decenas de nano-segundos, para poder ser insertado en un equipo PTP-Master (Precision Time Protocol - Master) (IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) - 1588), a bajo coste y con calidad comparable a la de los dispositivos Grand Master.

Efficient electronic implementations of adaptive systems for ambient intelligence environments

183 p.

Diseño de la lógica programable de un sistema de monitorización de estructuras.

[ES]El objeto de este trabajo es desarrollar la lógica programable de una FPGA para un sistema de monitorización de estructuras. El diseño se compone de un generador de señales arbitrarias y un sistema de adquisición. El sistema de monitorización está dirigido al campo aeronáutico, pero se puede emplear en otras áreas.

Configuración de una red de sensores inalámbricos para adquisición de datos en tiempo real. Acondicionamiento y procesado de señales mediante FPGAs.

El análisis de las vibraciones es utilizado comúnmente en el mantenimiento de los motores. Es por ello que en la industria resulta imprescindible la monitorización de todas las máquinas que estén en funcionamiento; ya que el fallo de uno de los equipos puede causar grandes pérdidas. La adquisición de las vibraciones mediante una red de sensores y el posterior procesado de datos permiten monitorizar en tiempo real el estado de cada uno de los motores. Este trabajo tiene como objetivo diseñar e implementar un sistema para la medición de vibraciones y su posterior procesado para el análisis de los datos en el dominio de la frecuencia. La toma de datos éstos se realizará mediante una red de sensores inalámbricos, haciendo uso de un acelerómetro, y el procesado mediante una FPGA.

Máquinas de aprendizaje extremo para aplicaciones en ingeniería: implementaciones de alta velocidad sobre FPGAs

Los principales objetivos del presente trabajo son el estudio de las redes neuronales artificiales, los dispositivos reconfigurables de alta velocidad, como son las FPGAs, y su aplicación a un ejemplo concreto: el reconocimiento en tiempo real de diferentes tipos de suelo en imágenes de satélite. Con este fin se propone el diseño de una red neuronal y su implementación en un dispositivo de lógica programable usando el lenguaje de descripción del hardware VHDL (Very High Description Language). Otro de los objetivos del trabajo es conocer los entornos de desarrollo que los fabricantes de dispositivos de lógica programable ponen a disposición de los diseñadores y manejar herramientas de software matemático como Matlab.