FPGA-mikrodenetleyici iletişimi için veri toplama uygulamaları odaklı yapılandırılabilir yazılım mimarileri

Abstract

FPGA'ler ve mikrodenetleyicilerin veri toplama uygulamalarında ayrı ayrı kullanıldıkları sıklıkla gözlemlenmektedir. Her iki türdeki aygıtın içinde yer aldığı bir ağda ilgili sağlıklı haberleşmelerin gerçekleştirilebilmesi için gereklilikleri ortaya koyan, tamamlanmış bir kurallar bütününün eksikliği önceki çalışmalarda hissedilebilmektedir. Bu çalışmada, iki mikrodenetleyici ve bir FPGA'den oluşan örnek bir ağ tasarımı sunulmuştur; mikrodenetleyicilerden biri paket üretimi görevini, diğeri de bu paketlerin doğruluğunun kontrolünü üstlenmektedir; FPGA ise baudrate kurulumundan ve mikrodenetleyici arasında kayıpsız veri iletimini sağlamaktan sorumludur. Haberleşme protokolü olarak UART kullanılmıştır. İlgili kurulum ayrıntılarıyla açıklanmıştır ve ağ iletişimi için ortaya konulan bu tasarımın doğru çalıştığı benzetimler aracılığıyla gösterilmiştir.FPGAs and microcontrollers are observed usually to be separately utilized in data acquisition applications. A comprehensive set of specifications for a network consisting of both types of devices and defining the requirements for relevant healthful communications seems to be missing in the current literature. In this work, an example network design that consists of two microcontrollers and an FPGA is proposed, with one of the microcontrollers serving as a packet generator and the other as a checker; the FPGA is used for baudrate setting and maintaining lossless data transmission between the two microcontrollers. UART is used as the communication protocol. I carefully describe the pertaining setup and verify the design for network communications through simulations.