Cualquier Cosa
Páginas: 14 (3347 palabras)
Publicado: 30 de septiembre de 2011
UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA
FACULTAD DE INGENIERIA
ESCUELA DE MECANICA ELECTRICA
Aplicación de FPGA en la Adquisición y Control de Variables Criticas en Tiempo Real de Procesos Industriales
Julio Francisco Morales Matías
Guatemala, julio de 2009
Introducción
Dados los avances tecnológicos que a nivel global se mantienen y se vuelven un estándar para los países endesarrollo tecnológico; el sistema en el que vivimos nos encarrila a realizar diferentes tareas para un funcionamiento optimo de nuestras propias vidas y nuestro trabajo, en donde requerimos cada vez más la ayuda de la tecnología, con resultados correctos y en gran medida que los obtengamos rápidamente.
Es por esta y demás razones que pongo mi interés en una herramienta relativamente nueva, elFPGA, en donde el procesamiento de manera paralela y en forma digital se hace presente haciéndolo así una herramienta multitasking confiable y veloz.
Su alto desempeño hace que sea de una herramienta rapida que supera a los procesadores de señales digitales convencionales o DSP’s; de la misma forma que un DSP es reprogramado al escribirle funciones especificas para el procesamiento; el FPGApuede ser reprogramado, pero su programación se realiza por medio de un lenguaje de programación que modifica físicamente bloques de lógica reconfigurables a nivel hardware.
En este trabajo de graduación enfocare los conocimientos de Electrónica digital y Comunicaciones 4 adquiridos hacia aplicaciones industriales, en donde el FPGA es muy utilizado para realizar análisis de cualquier tipo.MARCO TEORICO
En un FPGA es necesario tener el conocimiento principalmente sobre compuertas lógicas, Flip-Flops, y sobre procesamiento de señales digitales, en estas áreas haremos énfasis en esta sección.
COMPUERTAS DIGITALES
Las computadoras digitales utilizan el sistema de números binarios, que tiene dos dígitos 0 y 1. Un dígito binario se denomina un bit. La información estárepresentada en las computadoras digitales en grupos de bits. Utilizando diversas técnicas de codificación los grupos de bits pueden hacerse que representen no solamente números binarios sino también otros símbolos discretos cualesquiera, tales como dígitos decimales o letras de alfabeto. Utilizando arreglos binarios y diversas técnicas de codificación, los dígitos binarios o grupos de bits pueden utilizarsepara desarrollar conjuntos completos de instrucciones para realizar diversos tipos de cálculos.
La información binaria se representa en un sistema digital por cantidades físicas denominadas señales, Las señales eléctricas tales como voltajes existen a través del sistema digital en cualquiera de dos valores reconocibles y representan una variable binaria igual a 1 o 0. Por ejemplo, un sistemadigital particular puede emplear una señal de 3 volts para representar el binario "1" y 0.5 volts para el binario "0". La siguiente ilustración muestra un ejemplo de una señal binaria.
Los terminales de entrada de un circuito digital aceptan señales binarias dentro de las tolerancias permitidas y los circuitos responden en los terminales de salida con señales binarias que caen dentro de lastolerancias permitidas.
La lógica binaria tiene que ver con variables binarias y con operaciones que toman un sentido lógico. La manipulación de información binaria se hace por circuitos lógicos que se denominan Compuertas.
Las compuertas son bloques del hardware que producen señales en binario 1 ó 0 cuando se satisfacen los requisitos de entrada lógica. Las diversas compuertas lógicas seencuentran comúnmente en sistemas de computadoras digitales. Cada compuerta tiene un símbolo gráfico diferente y su operación puede describirse por medio de una función algebraica. Las relaciones entrada - salida de las variables binarias para cada compuerta pueden representarse en forma tabular en una tabla de verdad.
Compuerta AND:
Cada compuerta tiene dos variables de entrada designadas por A y B...
FACULTAD DE INGENIERIA
ESCUELA DE MECANICA ELECTRICA
Aplicación de FPGA en la Adquisición y Control de Variables Criticas en Tiempo Real de Procesos Industriales
Julio Francisco Morales Matías
Guatemala, julio de 2009
Introducción
Dados los avances tecnológicos que a nivel global se mantienen y se vuelven un estándar para los países endesarrollo tecnológico; el sistema en el que vivimos nos encarrila a realizar diferentes tareas para un funcionamiento optimo de nuestras propias vidas y nuestro trabajo, en donde requerimos cada vez más la ayuda de la tecnología, con resultados correctos y en gran medida que los obtengamos rápidamente.
Es por esta y demás razones que pongo mi interés en una herramienta relativamente nueva, elFPGA, en donde el procesamiento de manera paralela y en forma digital se hace presente haciéndolo así una herramienta multitasking confiable y veloz.
Su alto desempeño hace que sea de una herramienta rapida que supera a los procesadores de señales digitales convencionales o DSP’s; de la misma forma que un DSP es reprogramado al escribirle funciones especificas para el procesamiento; el FPGApuede ser reprogramado, pero su programación se realiza por medio de un lenguaje de programación que modifica físicamente bloques de lógica reconfigurables a nivel hardware.
En este trabajo de graduación enfocare los conocimientos de Electrónica digital y Comunicaciones 4 adquiridos hacia aplicaciones industriales, en donde el FPGA es muy utilizado para realizar análisis de cualquier tipo.MARCO TEORICO
En un FPGA es necesario tener el conocimiento principalmente sobre compuertas lógicas, Flip-Flops, y sobre procesamiento de señales digitales, en estas áreas haremos énfasis en esta sección.
COMPUERTAS DIGITALES
Las computadoras digitales utilizan el sistema de números binarios, que tiene dos dígitos 0 y 1. Un dígito binario se denomina un bit. La información estárepresentada en las computadoras digitales en grupos de bits. Utilizando diversas técnicas de codificación los grupos de bits pueden hacerse que representen no solamente números binarios sino también otros símbolos discretos cualesquiera, tales como dígitos decimales o letras de alfabeto. Utilizando arreglos binarios y diversas técnicas de codificación, los dígitos binarios o grupos de bits pueden utilizarsepara desarrollar conjuntos completos de instrucciones para realizar diversos tipos de cálculos.
La información binaria se representa en un sistema digital por cantidades físicas denominadas señales, Las señales eléctricas tales como voltajes existen a través del sistema digital en cualquiera de dos valores reconocibles y representan una variable binaria igual a 1 o 0. Por ejemplo, un sistemadigital particular puede emplear una señal de 3 volts para representar el binario "1" y 0.5 volts para el binario "0". La siguiente ilustración muestra un ejemplo de una señal binaria.
Los terminales de entrada de un circuito digital aceptan señales binarias dentro de las tolerancias permitidas y los circuitos responden en los terminales de salida con señales binarias que caen dentro de lastolerancias permitidas.
La lógica binaria tiene que ver con variables binarias y con operaciones que toman un sentido lógico. La manipulación de información binaria se hace por circuitos lógicos que se denominan Compuertas.
Las compuertas son bloques del hardware que producen señales en binario 1 ó 0 cuando se satisfacen los requisitos de entrada lógica. Las diversas compuertas lógicas seencuentran comúnmente en sistemas de computadoras digitales. Cada compuerta tiene un símbolo gráfico diferente y su operación puede describirse por medio de una función algebraica. Las relaciones entrada - salida de las variables binarias para cada compuerta pueden representarse en forma tabular en una tabla de verdad.
Compuerta AND:
Cada compuerta tiene dos variables de entrada designadas por A y B...
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