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1 136 guanucolui 
 
2 
\chapter{El proyecto PHR}
3 
\label{chap:proy-phr}
4 
 
5 273 guanucolui 
\ifpdf
6 
    \graphicspath{{ProyectoPHR/Figs/Raster/}{ProyectoPHR/Figs/PDF/}{ProyectoPHR/Figs/}}
7 
\else
8 
    \graphicspath{{ProyectoPHR/Figs/Vector/}{ProyectoPHR/Figs/}}
9 
\fi
10 
 
11 
En la actualidad todos los desarrollos en recursos físicos basados en dispositivos lógicos programables son de origen extranjero. Se puede encontrar desarrollos nacionales pero estos no son comercializados por ningún emprendimiento local. Esta situación no es necesariamente por falta de recursos humanos calificados, sino por la demanda de la industria nacional. De todas formas el proyecto \emph{Plataforma de Hardware Reconfigurable} pretende abrir camino hacia el desarrollo de plataformas educativas que permitan la difusión del diseño digital utilizando estos dispositivos PLDs.
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13 
Los desarrolladores de este proyecto, la mayoría de ellos miembros investigadores del CUDAR\footnote{Centro Universitario de Desarrollo en Automoción y Robótica -- Universidad Tecnológica Nacional - Facultad Regional Córdoba.}, cuentan con experiencia en el manejo de plataformas evaluadoras basadas en CPLDs/FPGAs. Además, como se describió en el Capítulo \ref{chap:antecedentes}, el Centro tiene antecedentes en el desarrollo de plataformas educativas y la transferencia de recursos físicos a Laboratorios e Instituciones Académicas.
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\section{Desarrollos de referencias}
16 
\label{sec:desa-referencia}
17 
 
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En el mercado internacional existen varias empresas desarrolladoras de plataformas evaluadoras con dispositivos PLDs. Las principales empresas fabricantes de sistemas embebidos basados en dispositivos PLDs son Xilinx, Altera y Digilent. Estos fabricantes desarrollan plataformas para determinados perfiles de usuarios. En la Sección \ref{sec:infl-program} se realiza un análisis sobre la importancia de la flexibilidad que presentan los dispositivos programables como las FPGAs, y esta posibilidad de reconfigurar su arquitectura permite implementar esta tecnología en diferentes aplicaciones. Las líneas de desarrollo más destacadas son,
19 
 
20 
\begin{itemize}
21 
\item Sistemas de comunicaciones digitales
22 
\item Procesamiento de Señales Digitales (DSP)
23 
\item Automoción
24 
\end{itemize}
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A continuación se describe algunas de los desarrollos fabricados por las empresas anteriormente nombradas. De esta manera se pretende dilucidar los perfiles de plataformas y lo que se ofrece en el mercado.
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\subsection{Xilinx Spartan-6 FPGA LX9 MicroBoard}
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\label{sec:placa-xilinx-avnet}
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La plataforma \emph{Spartan-6 FPGA LX9 MicroBoard} ofrece un completo entorno de \textsl{hardware} para que los diseñadores aceleren su tiempo de desarrollo y comercialización. Este kit presenta una estable plataforma para desarrollar y testear diseños de bajo costo/consumo de potencia sobre la familia de FPGA Xilinx Spartan-6. Esta placa contiene las siguientes características\footnote{La características se las describe tal cual las hojas de datos publicadas por los fabricantes, con su idioma original.}.
32 
 
33 
\begin{itemize}
34 
\item FPGA
35 
  \begin{itemize}
36 
  \item Xilinx Spartan-6 XC6SLX9-2CSG324C FPGA
37 
  \end{itemize}
38 
\item Clocks
39 
  \begin{itemize}
40 
  \item Triple output, user programmable, Texas Instruments CDCE913 clock
41 
  \item  Optional user installable Maxim DS1088LU-66+, low-cost, fixed-frequency oscillator
42 
  \end{itemize}
43 
\item Memory
44 
  \begin{itemize}
45 
  \item  32 Mb x 16 (512 Mb) Micron LPDDR Mobile SDRAM component.
46 
  \item  128 Mb Micron Multi-I/O SPI Flash
47 
  \end{itemize}
48 
\item Communication
49 
  \begin{itemize}
50 
  \item  One USB 2.0, Full Speed USB-to- JTAG bridge via Atmel AT90USB162, Digilent JTAG firmware, and Tyco USB-A connector
51 
  \item  One USB 2.0, Full Speed USB-to-UART bridge via Silicon Labs CP2102 and Tyco Micro-B connector.
52 
  \item  One 10/100 Ethernet port via National Semiconductor DP83848J PHY and Tyco RJ45 connector with Integrated Magnetics.
53 
  \end{itemize}
54 
\item User I/O and Expansion Connectors
55 
  \begin{itemize}
56 
  \item Two Digilent 12-pin, 0.245mm pitch, Peripheral Module (PMOD) headers support 3rd party expansion modules.
57 
  \end{itemize}
58 
\item User Interfaces
59 
  \begin{itemize}
60 
  \item  Four user LEDs
61 
  \item  Four configurable FPGA user DIP switches
62 
  \item  Two system push-button switches: one tied to user I/O and used for logical reset in the factory test image, one hardwired for FPGA program initialization.
63 
  \end{itemize}
64 
\item Power
65 
  \begin{itemize}
66 
  \item  Texas Instruments TPS65708 PMU multi-channel regulator, with 5V input supplied by either USB connection.
67 
  \end{itemize}
68 
\item Configuration
69 
  \begin{itemize}
70 
  \item  128Mb SPI Configuration Flash
71 
  \item  On-board USB Programming/Configuration based on the Digilent USB Full Speed JTAG design utilizing the Atmel AT90USB162
72 
  \item  Xilinx Compatible JTAG Cable
73 
  \end{itemize}
74 
\end{itemize}
75 
 
76 
\begin{figure}
77 
  \centering
78 
  \includegraphics[width=0.5\textwidth]{AES-S6MB-LX9}
79 
  \caption{Placa Xilinx Spartan-6 FPGA LX9 MicroBoard.}
80 
  \label{fig:xilinx-avnet-lx9}
81 
\end{figure}
82 
 
83 
\subsection{Altera DE0-Nano}
84 
\label{sec:altera-de0-nano}
85 
 
86 
La placa \emph{DE0-Nano} presenta una plataforma de desarrollo FPGA en un tamaño compacto adecuado para un gran rango de diseños portables, tales como robótica y móviles. EL DE0-Nano es ideal para usar con \textsl{soft processors} embebidos. Esto se debe a las potentes características que presenta con la FPGA Altera Cyclone IV (con 22,230 celdas lógicas), 32MB de SDRAM, 2 Kb de EEPROM, y un dispositivo de memoria de configuración serial de 64Mb. En fin, es un desarrollo completo con todos los recursos físicos necesarios para la evaluación y prueba de sistemas embebidos. A continuación se listan lo que ofrece esta plataforma.
87 
 
88 
\begin{itemize}
89 
\item Featured device
90 
  \begin{itemize}
91 
  \item Altera Cyclone® IV EP4CE22F17C6N FPGA
92 
  \item 153 maximum FPGA I/O pins
93 
\end{itemize}
94 
\item Configuration status and set-up elements
95 
  \begin{itemize}
96 
  \item On-board USB-Blaster circuit for programming
97 
  \item Spansion EPCS64
98 
  \end{itemize}
99 
\item Expansion header
100 
  \begin{itemize}
101 
  \item Two 40-pin Headers (GPIOs) provide 72 I/O pins, 5V power pins, two 3.3V power pins and four ground pins
102 
  \end{itemize}
103 
\item Memory devices
104 
  \begin{itemize}
105 
  \item 32MB SDRAM
106 
  \item 2Kb I2C EEPROM
107 
  \end{itemize}
108 
\item General user input/output
109 
  \begin{itemize}
110 
  \item 8 green LEDs
111 
  \item 2 debounced pushbuttons
112 
  \item 4-position DIP switch
113 
  \end{itemize}
114 
\item G-Sensor
115 
  \begin{itemize}
116 
  \item ADI ADXL345, 3-axis accelerometer with high resolution (13-bit)
117 
  \end{itemize}
118 
\item A/D Converter
119 
  \begin{itemize}
120 
  \item NS ADC128S022, 8-Channel, 12-bit A/D Converter
121 
  \item 50 Ksps to 200 Ksps
122 
  \end{itemize}
123 
\item Clock system
124 
  \begin{itemize}
125 
  \item On-board 50MHz clock oscillator
126 
  \end{itemize}
127 
\item Power Supply
128 
  \begin{itemize}
129 
  \item USB Type mini-AB port (5V)
130 
  \item DC 5V pin for each GPIO header (2 DC 5V pins)
131 
  \item 2-pin external power header (3.6-5.7V)
132 
  \end{itemize}
133 
\end{itemize}
134 
 
135 
\begin{figure}
136 
  \centering
137 
  \includegraphics[width=0.5\textwidth]{de0-nano}
138 
  \caption{Placa DE0-Nano.}
139 
  \label{fig:altera-de0-nano}
140 
\end{figure}
141 
 
142 
 
143 
\subsection{Digilent Spartan-3 Board}
144 
\label{sec:digilent-spartan3-board}
145 
 
146 
La placa \emph{Spartan-3 Starter Board} proporciona...
147 
 
148 
 Spartan-3 Starter Board provides a powerful, self-contained development platform for designs targeting the new Spartan-3 FPGA from Xilinx. It features a 200K or 1000K gate Spartan-3, on-board I/O devices, and 1MB fast asyncronous SRAM, making it the perfect platform to experiment with any new design, from a simple logic circuit to an embedded processor core.
149 
 
150 
The board also contains a Platform Flash JTAG-programmable ROM, so designs can easily be made non-volatile. The Spartan-3 Starter Board is fully compatible with all versions of the Xilinx ISE tools, including the free WebPack. The board ships with a power supply, and you can add a programming cable at checkout.
151 
 
152 
 
153 
 
154 
 
155 136 guanucolui 
\section{Estructura general del proyecto}
156 
\label{sec:estruct-gral}
157 
 
158 
\section{Definición de estructura de las placas}
159 
\label{sec:def-estr-placas}
160 
 
161 
\section{Selección de dispositivos principales}
162 
\label{sec:sel-disp-prin}
163 
 
164 
\section{Descripción de las placas}
165 
\label{sec:desc-placas}
166 
 
167 
\subsection{PHR}
168 
\label{sec:phr-placa}
169 
 
170 
\subsection{S3Power}
171 
\label{sec:s3power-placa}
172 
 
173 
\subsection{OOCDLink}
174 
\label{sec:oocdlink-placa}
175 
 

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