Sistemas embebidos en FPGA

Abstract

El desarrollo de sistemas embebidos modernos demanda la implementación de funciones sofisticadas en plazos de diseño cortos. Actualmente, es muy frecuente que la implementación de un sistema embebido, además de realizar las funciones específicas deseadas, requiera, por ejemplo, comunicación con dispositivos externos cableados e inalámbricos, dispositivos de visualización y de almacenamiento masivo, compatibilidad con diferentes formatos de datos, entre otros. Es por esta razón que la flexibilidad en el diseño e implementación debe ser considerada al momento de emprender el desarrollo de un sistema embebido. Los dispositivos FPGA permiten la implementación de todo el hardware de un sistema digital en un circuito integrado configurable, permitiendo desarrollos conocidos como Sistemas-en-Chip-Programable (SOPC, System-on-Programmable-Chip, en inglés). La especificación de todo el sistema se realiza en forma flexible debido a que su diseño e implementación involucran herramientas de desarrollo que permiten un elevado nivel de abstracción. Por otro lado, es necesario contar con un soporte de software que nos permita disponer de todas las funcionalidades que requieren los desarrollos modernos. Generalmente, este soporte está considerado y desarrollado en diversos sistemas operativos. Existen algunos que permiten ser ejecutados en diferentes plataformas de hardware y otros desarrollados para sistemas embebidos específicos. Sin embargo, la mayoría de ellos satisfacen el estándar POSIX lo que permite relativamente una migración sencilla de aplicaciones de software a diferentes plataformas de hardware. Los fabricantes de dispositivos FPGA brindan diversas herramientas para la realización de SOPC y plataformas de desarrollos (kits) que incrementen la eficiencia y flexibilidad de diseño que utilicen sus dispositivos. En este libro, se introducen los conceptos y metodologías necesarios para la realización de Sistemas Embebidos en dispositivos FPGA. Las metodologías de diseño, implementación y desarrollo estarán realizadas utilizando las plataformas y dispositivos de Altera, pero los fundamentos conceptuales permitirán su utilización en plataformas y dispositivos de otros fabricantes.