Sistema de acceso a puertos generales de entrada y salida a distancia para una FPGA orientado a prácticas universitarias

This project is about the development of an embedded system linked to an FPGA development kit Altera DE2. The embedded system allows to access to the expansion ports remotely and has an interface (LCD and pushbuttons) for configuring the number of pins according to the FPGA, and the user can realize...

Full description

Autores:: Albán Conde, Jorge Eduardo
Balanta Zamora, Juan camilo

Tipo de recurso:

Fecha de publicación:: 2017

Institución:: Universidad de San Buenaventura

Repositorio:: Repositorio USB

Idioma:: spa

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description	This project is about the development of an embedded system linked to an FPGA development kit Altera DE2. The embedded system allows to access to the expansion ports remotely and has an interface (LCD and pushbuttons) for configuring the number of pins according to the FPGA, and the user can realize practices of combinatory circuits like if was in the laboratory. The designed system uses Remote Desktop Protocol for communicating two computers, and it consists of two devices where each is connected to a computer through the USB port. To the first device, the user has physical access and can configure its 36 pins like input or output, for different implement designs of digital circuits locally. The second device is on a remote computer, and it is linked to the expansion port of the FPGA. Both devices multiplex and demultiplex the pins information for send or receive through the USB port. The results were evaluated with unidirectionality and bidirectionality tests, implementing a system where the variable’s changes in the user circuit were showed in the FPGA, and vice versa. Additionally, with a survey for electronic engineering students between 5° and 10° semesters, the questions evaluated different criteria (pedagogical, technical and economic), this allow us to know the acceptability of the system by students. The answers are encouraging, demonstrating that the system presented gives a solution to the lack of availability of FPGA in the laboratory.
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The second device is on a remote computer, and it is linked to the expansion port of the FPGA. Both devices multiplex and demultiplex the pins information for send or receive through the USB port. The results were evaluated with unidirectionality and bidirectionality tests, implementing a system where the variable’s changes in the user circuit were showed in the FPGA, and vice versa. Additionally, with a survey for electronic engineering students between 5° and 10° semesters, the questions evaluated different criteria (pedagogical, technical and economic), this allow us to know the acceptability of the system by students. The answers are encouraging, demonstrating that the system presented gives a solution to the lack of availability of FPGA in the laboratory.El proyecto expone el desarrollo de un sistema embebido vinculado a un kit de desarrollo FPGA Altera DE2. El sistema embebido permite el acceso a los puertos de expansión de forma remota y tiene una interfaz (LCD y pulsadores) para configurar la cantidad de pines respecto a la FPGA, dándole al usuario la facilidad de realizar prácticas de circuitos combinatorios como si estuviera presente en el laboratorio. El sistema diseñado emplea Remote Desktop Protocol para comunicar dos computadores, y consta de dos dispositivos donde cada uno está conectado a una computadora por el puerto USB. Al primer dispositivo, el usuario tiene acceso físico y puede configurar sus 36 pines como entrada o salida para implementar diferentes diseños de circuitos digitales de forma local, el segundo dispositivo se encuentra en un equipo distante y se conecta al puerto de expansión de la FPGA. Ambos dispositivos multiplexan y demultiplexan la información de los pines para enviar o recibir por el puerto USB. Los resultados fueron evaluados con pruebas de unidireccionalidad y bidireccionalidad, implementando un sistema donde el cambio de las variables en el circuito de usuario era mostrado en la FPGA, y viceversa. Adicionalmente con una encuesta para estudiantes de ingeniería electrónica entre 5° y 10° semestre, Las preguntas evaluaban diferentes criterios (pedagógicos, técnicos y económicos) para conocer la aceptabilidad del sistema por parte de los estudiantes. Las respuestas son alentadoras, demostrando que el sistema presentado da una solución a la falta de disponibilidad de FPGA en el laboratorio.pdf134 páginasRecurso en lineaapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10819/4646spaUniversidad de San BuenaventuraIngenieriasIngeniería ElectrónicaCaliAtribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 ColombiaPor medio de este formato manifiesto mi voluntad de AUTORIZAR a la Universidad de San Buenaventura, Sede Bogotá, Seccionales Medellín, Cali y Cartagena, la difusión en texto completo de manera gratuita y por tiempo indefinido en la Biblioteca Digital Universidad de San Buenaventura, el documento académico-investigativo objeto de la presente autorización, con fines estrictamente educativos, científicos y culturales, en los términos establecidos en la Ley 23 de 1982, Ley 44 de 1993, Decisión Andina 351 de 1993, Decreto 460 de 1995 y demás normas generales sobre derechos de autor. Como autor manifiesto que el presente documento académico-investigativo es original y se realiza sin violar o usurpar derechos de autor de terceros, por lo tanto, la obra es de mi exclusiva autora y poseo la titularidad sobre la misma. La Universidad de San Buenaventura no será responsable de ninguna utilización indebida del documento por parte de terceros y será exclusivamente mi responsabilidad atender personalmente cualquier reclamación que pueda presentarse a la Universidad. Autorizo a la Biblioteca Digital de la Universidad de San Buenaventura convertir el documento al formato que el repositorio lo requiera (impreso, digital, electrónico o cualquier otro conocido o por conocer) o con fines de preservación digital. Esta autorización no implica renuncia a la facultad que tengo de publicar posteriormente la obra, en forma total o parcial, por lo cual podrá, dando aviso por escrito con no menos de un mes de antelación, solicitar que el documento deje de estar disponible para el público en la Biblioteca Digital de la Universidad de San Buenaventura, así mismo, cuando se requiera por razones legales y/o reglas del editor de una revista.http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/http://purl.org/coar/access_right/c_abf2[1] J. Ma, y J. V. Nickerson. “Hands-on, simulated, and remote laboratories: a comparative,” ACM Computing Surveys, Vol. 38, No. 3, Article 7, Sept. 2006. [2] A. Lorandi, G. Hermida, J. Hernández, y E. Ladrón de Guevara. "Los laboratorios virtuales y laboratorios remotos en la enseñanza de la ingeniería." Revista Internacional de Educación en Ingeniería, Vol. 4, pp. 24-31, 2011. [3] S. Dormido, J. Sánchez, y F. Morilla, "Laboratorios virtuales y remotos para la práctica a distancia de la automática." Universidad Nacional de Educación a Distancia, Madrid, España, Jul. 2013. [4] I. Calvo, E. Zulueta, U. Gangoiti, y J.M. López, "Laboratorios remotos y virtuales en enseñanzas técnicas y científicas," Ikastorratza,e-Revista de didáctica, Vol. 3, 2008. [5] Intel Corporation ©. “Intel FPGA Development and Education Boards” Internet: https://www.altera.com/support/training/university/boards.html#de2-115 [Aug. 30, 2016]. [6] M. M. Albu, K. E. Holbert, G. T. Heydt, S. D. Grigorescu, y V. Trus. “Embedding remote experimentation in power engineering education,” IEEE Transactions on Power Systems, Vol. 19, Issue 1, pp. 139-143, Feb. 2004. [7] Y. Rajasekhar, W. Krititkos, A.G. Schmidt, y R. Sass. “Teaching FPGA system design via a remote laboratory facility,” International Conference on Field Programmable Logic and Applications, FPL, Heidelberg, Germany, pp. 687-690, Sept. 2008. [8] M. Garcia, y P. 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