Desenvolvimento de uma plataforma elaborada para projetos de sistemas embarcados reconfiguráveis (ARM7 e FPGA)

Abstract

Nas últimas décadas tem-se observado um aumento exponencial de dispositivos eletrônicos dedicados ao conforto, comodidade, diversão ou segurança pessoal. A massificação dos equipamentos eletrônicos já abrange mercados de consumo e de capitais, como: indústria automobilística, áudio e vídeo, eletrodomésticos, bens de consumo, robótica, entre outros. A grande possibilidade de interação entre o homem e as máquinas é o combustível para o desenvolvimento da eletrônica dedicada a uma ou algumas aplicações, os quais são chamados de sistemas embarcados ou embutidos. A partir daí os sistemas ubíquos têm ganhado mercado como soluções computacionais pela interação sutil e constante entre homens e equipamentos eletrônicos de maneira muito natural no cotidiano das pessoas. Buscando atender a uma demanda por um hardware de aquisição, processamento e controle de sinais para ambientes não industriais foi elaborada uma plataforma de desenvolvimento. Este hardware possui dois núcleos de processamento, uma Maquina RISC Avançada 7 - ARM7 1 e um Arranjo de Portas Programáveis em Campo - FPGA 2 com interface externa com suporte a protocolos específicos (SPI, RS232, JTAG, USB, Ethernet) e ainda interface com o usuário por meio de botões, potenciômetro e LEDs. Ademais, os dois núcleos podem trabalhar em conjunto ou separadamente, conforme a necessidade do usuário. A combinação da versatilidade e baixo custo dos processadores ARM7 (amplamente utilizados em sistemas embarcados, com a multifuncionalidade) com a flexibilidade e alta capacidade de processamento dos FPGAs forma uma interessante combinação para os mais diversos projetos voltados para controle e automação de sistemas. __________________________

1 Em inglês, Advanced RISC Machine.

2 Em inglês, Field-Programmable Gate Array ______________________________________________________________________________ ABSTRACT

Over the last decades it has been observed an exponential increase of electronic devices dedicated to provide comfort, convenience, fun and safety to people. The popularity of electronic equipment comprises consumer and capital markets, such as: automobile, audio and video industries, household appliances and consumer goods, among others. The vast possibility of interaction between human and machine is the fuel for the development of electronic devices dedicated to one or more applications, which are called embedded or built-in systems. From this point on, the ubiquitous systems has gained market as computer solutions for constant and subtle interaction between humans and electronic equipment in a very natural way of an everyday life. To achieve the requirements for specific tasks, namely hardware acquisition, processing and controlling signals for non-industrial environments, a development board kit has been designed. This hardware has two processing cores, an ARM7 (Advanced RISC Machine) and a FPGA (Field-Programmable Gate Array), which have external interfaces supporting specific protocols (e.g. SPI, RS232, JTAG, USB, Ethernet), and also user interfaces through push buttons, potentiometer and LEDs. Additionally, the two devices can work together or separately, as required by the user. The combination of versatility and low cost of ARM7 processor (widely used in embedded systems with multi-functionality) and the high flexibility and processing power of FPGAs shows up an interesting solution for projects related to control and automation systems.