Prácticas de Máquina Sencilla con FPGA

Prácticas de Máquina Sencilla con FPGA
AUTOR: Alan Morato Gomis
DIRECTOR: Enrique F. Cantó Navarro
[email protected]
Resumen. Este proyecto tiene como objetivo preparar las prácticas que realizarán los
futuros alumnos de Grado en Ingeniería Electrónica Industrial y Automática. Hasta el
momento, los estudiantes, sólo han estudiado la Máquina Sencilla teóricamente, y
nunca se ha hecho nada práctico entorno a la Máquina Sencilla. Esto ha sido una de
las motivaciones para crear unas prácticas de Máquina Sencilla. En las prácticas, el
alumno tendrá de diseñar, simular e implementar físicamente una Máquina Sencilla.
Para la implementación física se utilizan FPGAs. Las FPGAs son de la familia
Spartan – 3, y están integradas en un kit de Xilinx llamado Starter Kit Board. Para la
programación de las FPGAs se utiliza el programa Xilinx ISE 12.3. El lenguaje de
descripción hardware que se utiliza para diseñar las máquinas sencillas es el VHDL.
Se ha dado por supuesto que el alumno no tiene ningún conocimiento sobre este
lenguaje ni sobre el entorno de programación ISE. Por eso, en este proyecto, se ha
redactado un manual de prácticas.
En las prácticas, cada alumno tendrá que implementar una máquina sencilla distinta.
En este proyecto se han implementado un total de 10 máquinas sencillas. El objetivo
de implementar estas máquinas sencillas ha sido detectar las posibles complicaciones
con las que se puede encontrar el alumno e intentar simplificarlas al máximo. Una de
las decisiones principales que se ha tomado para simplificar la problemática ha sido
generar unos ficheros genéricos, que se pueden aprovechar casi en su totalidad, para
implementar cualquier máquina sencilla. Además, se ha intentado que la
implementación física sea los más interactiva posible, por eso se da la opción de hacer
funcionar la Máquina Sencilla con una señal de reloj manual.
Titulación: Ingeniería Técnica Industrial en Electrónica Industrial
Fecha Presentación: Junio del 2011.
Pràctiques de Màquina Senzilla amb FPGA
AUTOR: Alan Morato Gomis
DIRECTOR: Enrique F. Cantó Navarro
[email protected]
Resum. Aquest projecte té com a objectiu preparar les pràctiques que realitzaran els
futurs alumnes del Grau en Enginyeria Electrònica Industrial i Automàtica.
Les pràctiques estan relacionades entorn a la Màquina Senzilla. Fins ara, els
estudiants només estudien la Màquina Senzilla teòricament, i mai s’ha fet res pràctic
entorn la Màquina Senzilla. Això ha estat una de les motivacions per a crear les
pràctiques. En les pràctiques, l’alumne haurà de dissenyar, simular i implementar
físicament una Màquina Senzilla.
Per a la implementació física s’utilitzen FPGAs. Les FPGAs son de la família Spartan
– 3, i estan integrades en un kit de Xilinx anomenat Starter Kit Board. Per a la
programació de les FPGAs s’utilitza el programa Xilinx ISE 12.3. El llenguatge de
descripció hardware que s’utilitza per a dissenyar les màquines senzilles és el VHDL.
S’ha donat per suposat que el alumne no té cap coneixement sobre aquest llenguatge
ni sobre l’entorn de programació ISE. Per això, en aquest projecte, s’ha redactat un
manual de pràctiques.
En les pràctiques, cada alumne haurà d’implementar una Màquina Senzilla diferent.
En aquest projecte s’ha implementat un total de 10 Màquines Senzilles. El objectiu
d’implementar aquestes màquines senzilles ha estat detectar les possibles
complicacions amb les que es pot trobar el alumne i intentar simplificar-les al màxim.
Una de les decisions principals que s’ha pres per a simplificar la problemàtica ha estat
generar uns fitxers genèrics, que es poden aprofitar casi en la seva totalitat, per a
implementar qualsevol màquina senzilla. A més a més, s’ha intentat que la
implementació física sigui el més interactiva possible, per això es dóna la possibilitat
de fer funcionar la Màquina Senzilla amb una senyal de rellotge manual.
Titulació: Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica Industrial
Data Presentació: Juny de 2011.
Practices of the Simple Machine with FPGA
AUTHOR: Alan Morato Gomis
SUPERVISOR(S): Enrique F. Cantó Navarro
[email protected]
Abstract. The objective of this project is to prepare the practices that the future
students of the Industrial Electronic Engineering degree will do.
Until now, the students have only studied it in the lessons of theory, and they have
never have practiced with it. It has been a motivation to do this project. In the
practices, they will have to design, simulate and physical implement, one simple
machine.
FPGAs are used for the physical implementation. The FPGAs are from the Spartan –
3 family, and are integrated in a kit made by Xilinx called Starter Kit Board. The
software called Xilinx ISE 12.3 is used to program the FPGAs. The hardware
description language used to design de simple machines is the VHDL.
It has been assumed that the student knows nothing about this language nor about the
software ISE. So in this Project, it has been written a practice manual.
In the practices, every single student will have to implement one unique simple
machine. In this project, it has been implemented a total of 10 simple machines. The
objective of it has been detecting the possible difficulties that the student might find
and try to simplify them. One of the main decisions taken has been making a generic
files that the student can use almost completely to implement any simple machine. In
addition, it has been tried to make the physical implementation as interactive as it can
be, for example, the simple machine has the option of running by using a manual
clock instead the real clock.
Study Program: Technical Industrial Engineering in Industrial
Electronics
Defence Date: June 2011.