Placa d'avaluació de CPLDs amb control remot via Ethernet

Abstract

Las prácticas de la asignatura Sistemas Digitales I, que se impartía en el segundo ciclo de Ingeniería Electrónica, quieren introducir a los alumnos en el diseño lógico digital mediante la realización de proyectos basados en dispositivos lógicos programables. Para ello, los laboratorios docentes disponen de unas placas compuestas de una CPLD y de una serie de dispositivos de E/S para verificar físicamente el correcto funcionamiento de los ejercicios propuestos. Con el paso del tiempo, se hace necesario actualizar estas placas para adecuarlas a las herramientas presentes y mejorar sus prestaciones. En este Proyecto Fin de Carrera se ha diseñado una nueva plataforma de prácticas que integra en una sola placa todos los dispositivos de E/S y el programador de la CPLD, al tiempo que duplica la capacidad de los proyectos realizables al pasar de 5000 a 10000 puertas lógicas disponibles. Siguiendo las indicaciones de los profesores de la asignatura, se construye un prototipo inicial de la nueva placa. Después de verificar su correcto funcionamiento y realizar unas pocas modificaciones, se encargaron y fabricaron 20 unidades. Desde el año 2004 hasta el año 2011, la placa diseñada en este PFC ha sido la base de las prácticas de la asignatura. Aprovechando las mejores prestaciones de la nueva placa, se diseña y se implementa un sistema de gestión remoto que permite la monitorización y control de la placa mediante una conexión a Internet utilizando un servidor web integrado. La aplicación de Control Remoto consta de 3 programas diferenciados que se ejecutan en la nueva placa de prácticas, en un servidor web integrado y en un PC. La aplicación de Control Remoto fue probada con éxito entre un despacho de la Universidad Politécnica de Cataluña y un piso situado cerca de la plaza Lesseps, ambos en Barcelona.

Les pràctiques de l'assignatura Sistemes Digitals I, que s'impartia en el segon cicle d'Enginyeria Electrònica, volen introduir als alumnes en el disseny lògic digital mitjançant la realització de projectes basats en dispositius lògics programables. A aquest efecte, els laboratoris docents disposen d'unes plaques compostes per una CPLD i una sèrie de dispositius d'E/S per tal de verificar físicament el correcte funcionament dels exercicis proposats. Amb el pas dels temps, es fa necessari actualitzar aquestes plaques per tal d’adequar-les a les eines presents i millorar les seves prestacions. En aquest Projecte Final de Carrera s’ha dissenyat una nova plataforma de pràctiques que integra en una sola placa tots els dispositius d’E/S i el programador de la CPLD, alhora que duplica la capacitat dels projectes realitzables en passar de 5000 a 10000 portes lògiques disponibles. Seguint les indicacions dels professors de l’assignatura, es construeix un prototipus inicial de la nova placa. Després de verificar el seu correcte funcionament i realitzar unes poques modificacions, es van encarregar i fabricar 20 unitats. Des de l’any 2004 fins a l’any 2011, la placa dissenyada en aquest PFC ha sigut la base de les pràctiques de l’assignatura. Aprofitant les millors prestacions de la nova placa, es dissenya i s’implementa un sistema de gestió remot que permet la monitorització i control de la placa mitjançant una connexió a Internet utilitzant un servidor web integrat. L’aplicació de Control Remot consta de 3 programes diferenciats que s’executen en la nova placa de pràctiques, en un servidor web integrat i en un PC. L’aplicació de Control Remot va ser provada amb èxit entre un despatx de la Universitat Politècnica de Catalunya i un pis situat prop de la plaça Lesseps, ambdós a Barcelona.

The practices of the Digital Systems I course, which was taught in the second year of Electronic Engineering, want to introduce students to the digital logic design through projects based on programmable logic devices. To this end, teaching laboratories provide boards composed of a CPLD and a number of I/O devices to physically verify the proper operation of the proposed exercises. With time, it is necessary to update these boards in order to adapt them to current tools and improve their performance. In this Final Project a new practice platform has been designed. It integrates on a single board all the desired I/O devices amd the CPLD programmer while doubling the capacity of feasible projects by providing up to 10,000 logic gates. Following the instructions of the course’s professors, an initial prototype of the new board has been built. After verifying proper operation and perform a few modifications, 20 units were ordered and manufactured. From year 2004 until year 2011, the board designed in this Final Project has been the basis of the course’s practices. Taking advantage of the improved features of the new board, a management system that enables remote monitoring and control of the board has been designed and implemented. The Remote Control application consists of three different programs running on the new board, on an integrated web server and on a PC. The Remote Control application was successfully tested between an office of the Polytechnic University of Catalonia and an apartment located near Lesseps square, both in Barcelona.