Comparación y estudio del desempeño de dos sistemas embebidos en FPGA
DOI:
https://doi.org/10.66482/cacxwd03Palabras clave:
sistema embebido, VHDL, diseño de harware, desarrollo de software, desempeño.Resumen
Los sistemas embebidos con FPGA (Field Programmable Gate Arrays) son utilizados en muchas aplicaciones en áreas de comunicaciones, automotriz, biomédica y aeroespacial debido a sus ventajas de reconfiguración de hardware y paralelismo. En este trabajo se presenta un análisis de desempeño de dos sistemas embebidos implementados en la tarjeta Basys 3, la cual contiene un FPGA Artix-7. En ambos sistemas se desarrolló el software, el cual integra una aplicación y controladores de los módulos de hardware. En la parte de hardware un diseño fue implementado con módulos de propiedad intelectual y otro con módulos desarrollados en lenguaje de descripción de hardware. Este último presentó el mejor desempeño al utilizar solo el 3.37% de los bloques lógicos disponibles del FPGA Artix-7 y un consumo de potencia de 0.106 W.
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Referencias
“AMD MicroBlaze™ Processor”, AMD, Accedido: Abr. 25, 2025. https://www.amd.com/es/products/software/%20adaptive-socs-and-fpgas/microblaze.html
“Nios® V Processor”, Intel, Accedido: Abr. 25, 2025. https://www.intel.com/content/www/us/en/products/%20details/fpga/intellectual-property/processors-peripherals/niosv.html
“Bringing the benefits of Cortex-M processors to FPGA“, AMD, Accedido: Abr. 25, 2025. https://www.xilinx.com/publications/events/developer-forum/2018-frankfurt/bringing-the-benefits-of-cortex-m-processors-to-fpga.pdf
Magwervyari A and Chen Y., “Review of State-of-the-Art FPGA Applications in IoT Networks”. Sensors, vol. 22, no. 19, pp. 7496, 2022. https://doi.org/10.3390/s22197496
Khan MI and da Silva B., “Harnessing FPGA technology for energy-efficient wearable medical devices”. Electronics. Vol. 13, no. 20, pp. 4094, 2024. https://doi.org/10.3390/electronics13204094
Su, X. and Zuo, G., “Computer Artificial Vision Image Processing System Based on FPGA”, en International Conference on Cognitive based Information Processing and Applications (CIPA 2021), J. Jansen, B., Liang, H., Ye, J., Eds., Springer, Singapore, cap. 85. pp. 194-201, 2021. https://doi.org/10.1007/978-981-16-5854-9_24
Machado, F., Nieto, R., Fernández-Conde, J., Lobato, D. and José M. Cañas, “Vision-based robotics using open FPGAs”, Microprocessors and Microsystems, Vol. 103, pp. 104974, 2023. https://doi.org/10.1016/j.micpro.2023.104974
“AMD Vivado™ Design Suite”, AMD, Accedido: Abr. 25, 2025. https://www.amd.com/es/products/software/adaptive-socs-and-fpgas/vivado.html
“Software de diseño Quartus® Prime”, Intel, Accedido: Abr. 25, 2025. https://www.intel.la/content/www/xl/es/products/details/fpga/development-tools/quartus-prime.html
"IEEE Standard for VHDL Language Reference Manual", IEEE, pp. 1-673, 2019. https://doi.org/10.1109/IEEESTD.2019.8938196
IEEE Standard for Verilog Hardware Description Language, IEEE, pp. 1-590, 2006. https://doi.org/10.1109/IEEESTD.2006.99495
“Nios® V Embedded Processor Design Handbook”, Intel, Accedido Mayo 16, 2025. https://www.intel.com/content/www/us/en/docs/programmable/726952/23-3/intel-fpga-embedded-development-tools.html
“Plataforma de software unificada AMD Vitis”, AMD, Accedido Mayo 16, 2025. https://www.amd.com/es/products/software/adaptive-socs-and-fpgas/vitis.html
“FPGA AMD Artix™ 7”, AMD, Accedido Mayo 16, 2025. https://www.amd.com/es/products/adaptive-socs-and-fpgas/fpga/artix-7.html
P. Chu, FPGA Prototyping by VHDL Examples: Xilinx MicroBlaze MCS SoC, 2ed, Wiley, 2017.
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