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Título : Desarrollo de protocolo ethernet en FPGA para el procesamiento digital de datos de cámara termográfica
Autor : Lugo Álvarez, Erick Manuel
Palabras clave : Protocolo ethernet
FPGA
Microcontrolador
Ethernet protocol
FPGA
Microcontroller
Fecha de publicación : may-2013
Citación : RI000654;
Resumen : Con el surgimiento de la tecnología FPGA (Field Programmable Gate Array, Arreglo de Compuertas Programables en Campo) el diseño de hardware se ha visto transformado de forma radical de la simple interconexión de componentes electrónicos a la reconfiguración electrónica por software de un circuito integrado especializado; el tamaño y velocidad de los FPGA son equiparables a los ASIC (Application-Specific Integrated Circuit, Circuitos integrados de Aplicación Especifica) pero los FPGA son más flexibles y su velocidad de procesamiento es mayor debido a su arquitectura paralela de interconexión de compuertas permitiendo así la ejecución de varios procesos de forma simultánea. Pese a sus virtudes los FPGA precisan contar con periféricos de comunicación que les permitan explotar plenamente sus cualidades de alta velocidad de procesamiento en aplicaciones que requieren la transferencia de grandes volúmenes de datos; la forma común de solventar este inconveniente es la incorporación de tarjetas de comunicación comerciales pero tienen la desventaja de ser poco adaptables a aplicaciones específicas además de generar costos significativos. Una alternativa a esta problemática es la creación de sistemas a la medida mediante el desarrollo núcleos de propiedad intelectual (IP Cores) de unidades de lógica que otorguen a los FPGA la capacidad de comunicación mediante un protocolo estándar de alta capacidad como lo es Ethernet, haciendo uso de sus prestaciones de velocidad y de confiabilidad, eliminando el uso de equipos comerciales y logrando de este modo independencia tecnológica. La aportación del presente trabajo es implementación de una aplicación Cliente/Servidor entre un FPGA y un Microcontrolador mediante el empleo de un Módulo Ethernet ENC28J60, logrando transferencias de datos a velocidades superiores a 100 Kbps en la generación de interfaces de usuario para la transmisión de datos de cámaras de visión termográficas, como una solución alternativa al procesamiento de imágenes aplicado al análisis termográfico de circuitos eléctricos y equipos mecánicos.
Descripción : With the emergence of the FPGA (Field Programmable Gate Array) technology hardware design has been radically transformed from a simple interconnection of electronic components to the electronic reconfiguration by software of a specialized integrated circuit; size and speed of FPGA are comparable to the ASIC (Application-Specific Integrated Circuit), but FPGA are more flexible and their processing speed is higher since they are composed of a parallel architecture of interconnection of gates thus allowing the execution of multiple processes simultaneously. Despite their virtues FPGA require communication peripherals that allow them to take advantage of their quality of high-speed processing in applications that require the transference of large volumes of data; the common way to overcome this inconvenience is the incorporation of commercial communication cards, but the disadvantage is that their adaptability is limited to certain applications as well as they generate high costs. An alternative to this problem is the creation of custom systems by developing cores of intellectual property (IP Cores) of units of logic which provide to the FPGA communication skills using a high capacity standard protocol such as Ethernet, making use of its speed and reliability benefits, eliminating the use of commercial equipment and thereby achieving technological independence. The contribution of this study is the implementation of a Client/Server application between an FPGA and a microcontroller through the employment of a module Ethernet ENC28J60, achieving the transference of data at speeds up to 100 Kbps in the generation of user interfaces for data transmission of thermal vision cameras, as an alternative to image processing applied to the thermographic analysis of electrical circuits and mechanical equipment.
URI : http://hdl.handle.net/123456789/1375
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