Projekt KEGA 3/5238/07

Laboratórium so vzdialeným prístupom pre experimetálne overovanie činnosti zložitých rekonfigurovateľných systémov/obvodov implementovaných na báze obvodov FPGA

Zodpovedný riešiteľ: doc. Ing. Miloš Drutarovský, CSc.

V rámci riešenia projektu KEGA 3/5238/07 bolo v rokoch 2007-2009 na Katedre elektroniky a multimediálnych telekomunikácií TU v Košiciach vybudované komplexné pracovisko pre vývoj na báze moderných obvodov Altera FPGA. Hlavným cieľom projektu bolo sprístupnenie špičkových softvérových EDA (Electronic Design Automation) a hardvérových (výkonné meracie prístroje, vývojové kity) nástrojov pre vývoj a analýzu vložených (embedded) elektronických návrhov na báze moderných FPGA obvodov.

Pracovisko (na obrázku dole) je vybavené výkonným logickým analyzátorom a digitálnym osciloskopom, ktoré boli získane z kapitálových prostriedkov pridelených z MŠ SR. Uvedené prístroje je možné využiť pri oživovaní a testovaní aj veľmi náročných konštrukcií na báze obvodov FPGA, čo bolo jedným z hlavných cieľov projektu.

Pre činnosť laboratória boli zabezpečené multilicencie pre prácu s obvodmi Altera FPGA, vybranými IP funkciami ako aj nástroje firmy Mentor Graphics pre simuláciu a efektívnu syntézu obvodov FPGA. Pre vysoko-úrovňovú simuláciu je k dispozícii licencia prostredia Matlab Simulink s príslušnými toolboxami, ktorá je v rámci laboratória dostupná na výkonnom aplikačnom serveri DELL s viacjadrovým procesorom. Aplikačný server tiež umožňuje vzdialenú prácu s plne licencovanými EDA nástrojmi Altera Quartus II a FPGA Advantage firmy Mentor Graphics, ktoré umožňujú. Ako cieľové hardvérové platformy sú k dispozícii viaceré vývojové kity na báze obvodov firmy Altera od najjednoduchších až po výkonné kity pre spracovanie signálov ako aj využitie syntetických procesorov.

Súčasťou laboratória je základná dokumentácia umožňujúca zvládnutie základov práce s modernými EDA nástrojmi pre vývoj na báze Altera FPGA obvodov. Boli vytvorené základné konfigurácie pre vzdialené testovanie experimentov základnej DSP aplikácie prepojenej s prostredím Matlab a Simulink, pričom pre vzdialený prístup k meracím prístrojom je použitý program LabView firmy National Instruments.

Licenčný server laboratória poskytuje prístup k licencovaným produktom celej fakulte, čím sa rozširuje možnosť využitia časti moderných EDA nástrojov aj mimo katedry. Vytvorením laboratória sa vytvorili podmienky pre trvalé výrazné skvalitnenie výučby a výskumných aktivít v oblasti využitia zložitých FPGA obvodov, ktoré sú využívané v štandardnej výučbe na katedre v predmetoch FPGA obvody a Programovateľné logické obvody, pri riešení diplomových prác ako aj vo výskumných aktivitách.

Laboratórium bude v budúcnosti zamerané na rozšírenie dostupných experimentov pre Altera FPGA kity a využitie syntetických ARM procesorov (ARM7, Cortex M3 a Cortex M1) na báze Actel a Altera FPGA obvodov ako aj na demonštráciu multiplatformového vývoja s využitím moderných EDA nástrojov (Modelsim, Precision Synthesis) a rôznych cieľových FPGA technológií (Altera, Actel a Xilinx).