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1 162 maximiq 
 
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%NEW CHAPTER  NEW CHAPTER  NEW CHAPTER  NEW CHAPTER  NEW CHAPTER%
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8 144 maximiq 
\chapter{Descripción general}
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10 162 maximiq 
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%NEW SECTION  NEW SECTION  NEW SECTION  NEW SECTION  NEW SECTION%
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14 149 maximiq 
\section{Características}
15 144 maximiq 
 
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\begin{description}
17 149 maximiq 
\item [FPGA:] Xilinx Spartan-3A XC3S200A (encapsulado VQG100).
18 162 maximiq 
\item [Memoria PROM:] Xilinx XCF02S.
19 
\item [Voltaje de entrada:] 5V.
20 
\item [Relojes:] cuatro relojes en total:
21 144 maximiq 
        \begin{description}
22 
        \item [Clock 0:] 50 MHz.
23 
        \item [Clock 1:] Seleccionable entre 16 MHz, 1 MHz, 500 kHz y 250 kHz.
24 
        \item [Clock 2:] Seleccionable entre 125 kHz, 62.5 kHz, 31.25 kHz, 15.625 kHz.
25 162 maximiq 
        \item [Clock 3:] Seleccionable entre 3.9062 kHz, 1.9531 kHz, 976,56251 Hz.
26 144 maximiq 
   \end{description}
27 162 maximiq 
\item [Conectores con Entradas/Salidas de propósito general:] 28 pines en total.
28 
\item [Periféricos:] 8 LEDs, 8 llaves (DIP switch), 4 pulsadores, Display de 7 segmentos cuádruple, Puerto serie.
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30 144 maximiq 
\end{description}
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32 149 maximiq 
 
33 162 maximiq 
 
34 
%Entre las características de la placa PHR se pueden destacar:
35 
 
36 
%\begin{description}
37 
%\item [FPGA:] Xilinx Spartan-3A XC3S200A (encapsulado VQG100).
38 
%\item [PROM:] Xilinx XCF02S.
39 
%\item Proposito general io (corrientes)
40 
%\item Conector Modulos expansion
41 
%\item Voltaje de operación
42 
%\item Voltaje de entrada (recomendado): xV - yV.
43 
%\item Voltaje de entrada (limite): xV - yV.
44 
%\item Corriente de entrada [...]
45 
%\item [Relojes:] 4 relojes en total:
46 
%       \begin{description}
47 
%       \item [Clock 0:] 50 MHz.
48 
%       \item [Clock 1:] Seleccionable entre 16 MHz, 1 MHz, 500 kHz y 250 kHz.
49 
%       \item [Clock 2:] Seleccionable entre 125 kHz, 62.5 kHz, 31.25 kHz, 15.625 kHz.
50 
%       \item [Clock 3:] Seleccionable entre 3.91 kHz, 1.95 kHz, 977 Hz.
51 
 %  \end{description}
52 
%\item Multiplicidad de periféricos:
53 
%       \begin{itemize}
54 
%       \item 8 LEDs.
55 
%       \item 8 llaves (DIP switch).
56 
%       \item 4 pulsadores.
57 
%       \item Displays.
58 
%       \item Puerto serie.
59 
%       \end{itemize}
60 
%\end{description}
61 
 
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%NEW SECTION  NEW SECTION  NEW SECTION  NEW SECTION  NEW SECTION%
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67 149 maximiq 
\section{Descripción de las placas}
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69 162 maximiq 
La \emph{Plataforma de Hardware Reconfigurable} (PHR) consiste fundamentalmente en tres módulos de soporte físico. El módulo principal es  la \emph{placa PHR} donde se encuentran el chip FPGA, relojes, interfaces de entradas y salidas, periféricos (tales como LEDs, botones, llaves DIP, Displays de siete segmentos), etc.
70 149 maximiq 
 
71 162 maximiq 
Además tiene conectores especiales para otros dos módulos sin los cuales la placa principal carece de funcionalidad. Uno de ellos se emplea para la regulación de las tensiones que alimentan al resto de los dispositivos. Se trata de la denominada \emph{placa S3Power}. El otro módulo es una interfaz de comunicaciones necesaria para configurar la FPGA o escribir la memoria PROM de configuración y se dispone en la  \emph{placa OOCD Link}.
72 149 maximiq 
 
73 162 maximiq 
La conexión de las placas auxiliares a la principal se ilustra en la Fig. \ref{intro:conexionado}. La placa S3Power se acopla con los conectores que se indican con los números 8 y 16 en la Fig. \ref{intro:componentes}, mientras que la OOCD Link se une a la principal (mediante un adaptador) con los pines demarcados con 7. Ésta última, a diferencia de la S3Power, no precisa estar siempre conectada, pero si cada ves que se desee configurar la FPGA o grabar su memoria PROM.
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75 157 maximiq 
\begin{figure}[h!]
76 149 maximiq 
\begin{center}
77 
  \includegraphics{./img/intro/placasConexionado.pdf}
78 
\end{center}
79 
\caption[Conexionado de las placas]{Conexionado de la placa PHR con las placas auxiliares.}
80 
\label{intro:conexionado}
81 
\end{figure}
82 
 
83 
 
84 162 maximiq 
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%NEW SECTION  NEW SECTION  NEW SECTION  NEW SECTION  NEW SECTION%
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87 149 maximiq 
 
88 
\section{Diagrama de bloques del hardware}
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90 162 maximiq 
Un esquema algo mas detallado del funcionamiento de la plataforma se ilustra en la Fig. \ref{intro:bloques}. En líneas punteadas se demarcan las distintas plaquetas, y en línea continua se muestran los bloques que componen a cada una. Cuando hay funciones desempeñadas por un chip en particular los rectángulos se destacan con un fondo gris.
91 
 
92 
\begin{figure}[h]
93 149 maximiq 
\begin{center}
94 
  \includegraphics{./img/intro/block.pdf}
95 
\end{center}
96 162 maximiq 
\caption[Diagrama de bloques]{Diagrama de bloques del hardware.}
97 149 maximiq 
\label{intro:bloques}
98 
\end{figure}
99 
 
100 162 maximiq 
La función de la placa S3Power la realiza principalmente el \emph{chip TPS75003} el cuál tiene un regulador lineal y controladores para dos fuentes conmutadas, lo cual permite suministrar energía regulada con tres valores de tensión y distintas características de arranque
101 
\footnote{Una explicación mas detallada de \emph{S3Power} puede consultarse en el capítulo \ref{s3power:chapter}.}.
102 
Los voltajes utilizados por la FPGA son de 1.2V, 2.5V y 3.3V.
103 
 
104 
En la placa PHR, la FPGA se conecta a los distintos periféricos que se distinguen en la Fig. \ref{intro:bloques} con un fondo amarillo. El conjunto de periféricos está compuesto por \emph{LEDs}, \emph{Llaves DIP},  \emph{Botones}, el \emph{display de siete segmentos cuádruple} y el \emph{puerto serie}
105 
\footnote{Mas información sobre \emph{periféricos} en capítulo \ref{phr:chapter}, página \pageref{phr:sec:perifericos}.}.
106 
Para el caso de los dos últimos la conexión es a través de respectivos drivers.
107 
 
108 
Un recurso que puede facilitar el diseño de los proyectos es la señal de reloj. La placa PHR pone a disposición del usuario diversas señales de clock que van desde  una frecuencia mínima de 977 Hz hasta una frecuencia máxima de 50MHz
109 
\footnote{Mas información sobre \emph{relojes} en capítulo \ref{phr:chapter}, página \pageref{phr:sec:clocks}.}.
110 
 
111 
Para que la placa sea apta además para la realización de prototipos, se incluyeron dos conectores, que tienen acceso directo a los pines de la FPGA.
112 
\footnote{Mas información sobre \emph{entradas y salidas de propósito general} en capítulo \ref{phr:chapter}, página \pageref{phr:sec:gpio}.}.
113 
 
114 
La placa OOCD Link incluye el \emph{chip FT2232D} que establece una interfaz JTAG controlable mediante una conexión USB. Se establece un anillo JTAG con la FPGA y la memoria PROM que se implementa con el \emph{chip XCF02S }
115 
\footnote{Mas información sobre la \emph{placa OOCD Link} en capítulo \ref{oocd:chapter}. Sobre el proceso de configuración refiérase a la sección \emph{Configuración de la FPGA} del capítulo \ref{phr:chapter}, página \pageref{phr:sec:fpga_conf}.}.
116 
 
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%NEW SECTION  NEW SECTION  NEW SECTION  NEW SECTION  NEW SECTION%
120 
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121 
 
122 144 maximiq 
\section{Componentes de la placa principal}
123 
 
124 
En la Fig. \ref{intro:componentes} se tiene la vista superior de la placa PHR con sus principales componentes demarcados. Según la numeración, éstos componentes son:
125 
 
126 157 maximiq 
\begin{figure}[h!]
127 144 maximiq 
\begin{center}
128 
  \includegraphics{./img/intro/phr_top.pdf}
129 
\end{center}
130 162 maximiq 
\caption[Componentes de la placa PHR]{Componentes de la placa PHR.}
131 144 maximiq 
\label{intro:componentes}
132 
\end{figure}
133 
 
134 145 maximiq 
\begin{enumerate}
135 144 maximiq 
 
136 162 maximiq 
\item Selector de \textsl{clocks}.
137 
\item Conector de módulos externos macho.
138 
\item Conector de módulos externos hembra.
139 149 maximiq 
\item Entrada de voltaje de alimentación (5V).
140 
\item Selector de modo de configuración.
141 144 maximiq 
\item Boton de RESET.
142 149 maximiq 
\item Conector de la plaqueta \emph{OOCDLink}.
143 162 maximiq 
\item Conector de alimentación de la placa \emph{S3Power}.
144 144 maximiq 
\item Memoria PROM.
145 
\item LEDs.
146 
\item Llaves DIP.
147 162 maximiq 
\item Chip FPGA XC3S200A.
148 144 maximiq 
\item Botones pulsadores.
149 
\item Display de 7 segmentos cuádruple.
150 
\item Conector para puerto serie.
151 162 maximiq 
\item Conector de alimentación para la placa PHR desde S3Power.
152 149 maximiq 
 
153 144 maximiq 
\end{enumerate}
154 
 
155 
 
156 
 
157 
 
158 149 maximiq 
 
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