7/23/2019 Paper Labview FPGA
http://slidepdf.com/reader/full/paper-labview-fpga 1/6
1
Resumen — El presente artículo contiene el análisis eimplementación de una calculadora que realiza las operacionesbásicas, como son: suma resta multiplicación y división,representada mediante diagramas UML de casos y desecuencia además se realiza la implementación con la ayudadel programa LabView v2012 y FPGA Spartan 3E paradesarrollar nuestra aplicación.
Palabras clave —
LabView2012 , FPGA 3E, Xilinx,Diagramas UML.
I. INTRODUCCIÓN
En el pasado, la tecnología de FPGA estaba disponible
solamente para ingenieros con un profundo conocimiento del
diseño de hardware digital. El surgimiento de herramientas de
diseño de alto nivel, como NI Labview, cambia las reglas de
programación de FPGAs, ofreciendo nuevas tecnologías que
convierten los diagramas de bloques gráficos en circuitos de
hardware digital. Todos los productos de hardware NI FPGA
son construidos en base a una arquitectura de E/Sreconfigurable, la cual tiene potentes procesadores de punto
flotante, FPGAs reconfigurables y E/S modular. El hardware
combinado con el software de diseño de sistemas Labview,
simplifica el desarrollo y acorta el tiempo al mercado al
diseñar aplicaciones avanzadas de control, monitoreo y
pruebas para distintos tipos de proyectos.
II. DESARROLLO DEL ARTÍCULO
A. FLUJO DE COMPILACION DE LABVIEW CON FPGA
Fig1.- Flujo de compilación de Labview con FPGA
1. RAZONES PRINCIPALES PARA USAR
LABVIEW FPGA
Fig2.- Ventajas en el uso de Labview
2.
PROPIEDADES DE ;ABVIEW CON FPGA
Fig3.- Propiedades Labview con FPGA
GENERACION VHDL
OPTIMIZACION
SINTESIS
Graphical System Design
Reutilización de Código HDL yBibliotecas de IP
Rápido Desarrollo de Algoritmos
José Benavides, Jorge Orejuela
Desarrollo de una calculadora con las operaciones básicas
mediante la utilización del software Labview y la tarjeta
FPGA Spartan 3E de Xilinx
•Diseño de aplicaciones con FPGA de alto nivreconfigurables
•Programacion con entorno grafico y real-tim
•Ejecuta instrucciones de hasta 300Mhz y 25 de retardo
•Posee bloques de funciones configurables
•Posee grandes bibliotecas de IP•Se permite realizar graficamente circuitos
digitales dentro de un chip FPGA
7/23/2019 Paper Labview FPGA
http://slidepdf.com/reader/full/paper-labview-fpga 2/6
2
3. BLOQUES DE PROGRAMACION Y LOGICO DE
LA FPGA
Fig4.- Implementación Diagrama de bloques y Lógicoen la FPGA
4. DIAGRAMA DE BLOQUES
Fig5.- Diagrama de bloques
5. ELEMENTOS FUNCIONALES PROGRAMABLES
Fig 6.- Elementos funcionales programables
6. FPGA EN EL ENTORNO LABVIEW
Fig 7.- FPGA en el entorno Labview
Diseño grafico desistemas
Descripcion y distribucion
de Hardware
Diseño a nivel detransistor
Bloques deentrada/salida
BloquesLógicos
configurables
Administradores digitales de
reloj
Bloques dememoria
RAM
Permite realizar gráficamentecircuitos digitales dentro de unchip FPGA.
Realizar algoritmos de control
Permite mejorar laoptimizacion y productividaddel diseño.
7/23/2019 Paper Labview FPGA
http://slidepdf.com/reader/full/paper-labview-fpga 3/6
3
B. DIAGRAMAS
1. DIAGRAMA DE BLOQUES
Fig8- Plataforma de Labview embebida [1]
1.1. DIAGRAMA FPGA SPARTAN 3E
Diagrama FPGA Spartan 3E[2]
1.2. LISTA DE COMPONENTES PROGRAMABLES
Funciones de la Paleta FPGA
•Cuando se selecciona un proyecto con FPGA, LABVIEWmuestra solo las opciones disponibles para una FPGAespecífica, esto es, que solo muestra las funciones ysubpaletas que se pueden utilizar con ese dispositivo.
Paleta de Funciones LabVIEW FPGA
• Esta paleta ofrece todas las posibilidades de funciones que sepueden utilizar en el diagrama de bloques dentro del entorno deLabVIEW FPGA. donde al hacer click se escoje y ubica dentro delprograma.
Structures
•para el control del flujo de datos .
Array
•para crear y manipular conjunto de datos delmismo tipo y de tamaño fijo.
Numeric
• para realizar operaciones aritméticas de tipo entero con signo ysin signo.
Boolean
• para realizar operaciones lógicas.
Comparison
• para comparar valores booleanos. aritméticos, arrays y clusters.
Timing
• para controlar el tiempo de ejecución de operaciones del FPGA.FPGA 1/0, para realizar operaciones de lectura/escritura yconfiguraciones de los puertos de la taijeta FPGA.
Memory & FIFO
• , para acceder a la memoria del FPGA y la función FIFO (firstinput-first output) para transferir datos.
Synchronization
• para sincronizar tareas de ejecución en paralelo y pasar datosentre tareas en paralelo.
• .
7/23/2019 Paper Labview FPGA
http://slidepdf.com/reader/full/paper-labview-fpga 4/6
4
2. PROCESO DE INSTALACION (ASPECTOS IMPORTANTES):
Abrimos el instalador y ejecutamos el archivo setup.exe
Fig11.- seleccionamos evaluación y damos siguiente
Fig12.- Activamos el paquete a instalar
Fig 13.- Requerimiento de paquetes extras para FPGA
Fig 14.- Ventana de actualizaciones
Fig 15.-Ventana de aceptación de términos de licencia
3. I NSTALACION DE LA FPGA SPARTAN 3 E [4]
Fig 16.- Ventana de instalación del complemento FPGA
Spartan
Fig 17.- Programa para crackear el Labview
7/23/2019 Paper Labview FPGA
http://slidepdf.com/reader/full/paper-labview-fpga 5/6
5
Fig 18.- Ventana del crack activado
Fig 19.- Ventana para programar la FPGA en labview
4. APLICACIÓN
Fig 20.- Interfaz grafica de la calculadora en FPGA labview
Fig 21.- Calculadora progamada por bloques la FPGA enlabview
III. CONCLUSIONES
• Las expectativas de diseño inicial se ha cumplido al 100% ya
que se ha conseguido un sistema fácil de construir y asequible,
con esto nos indica que tenemos bajo consumo de potencia.
• La compatibilidad entre Labview y la tarjeta Spartan 3E se la
realiza mediante la instalación del controlador SPARTAN-3E
STARTED BOARD en la versión Labview 2012, ya que es la
única versión de software de Labview que permite la
compatibilidad entre estos.
• La aplicación realizada nos demuestra la versatilidad que
tiene la tarjeta Spartan 3E, debido que para la aplicación que
fue realizada, se la programo mediante bloques, algo diferentede lo que estamos acostumbrados como es el lenguaje HDL.
Comprender el uso de los recursos es extremadamente útil
durante el desarrollo, especialmente al optimizar tamaño y
velocidad.
IV. RECOMENDACIONES
Realizar paso a paso el proceso de instalación del
programa, desactivar el firewall de Windows en algunos
casos puede presentar errores, verificar la conexión entre
la tarjeta y LabView, que estén instalados todos los
drivers y de preferencia tener actualizado nuestra PC.
Desactivar el inicio rápido de Windows ya que en
algunas versiones puede presentar problemas con la
conectividad de labview.
7/23/2019 Paper Labview FPGA
http://slidepdf.com/reader/full/paper-labview-fpga 6/6
6
Se deben identificar correctamente los pines que se van a
utilizar, ya que al verificar la sintaxis o programar se
pueden presentar errores y no podremos continuar.
Para un mayor conociento y profundidad de aprendizaje
se puede visitar http://www.ni.com/webcast/240/es/
donde se explica el módulo de Labview con FPGA.
V. REFERENCIAS
[1] National Instruments labview FPGA Module,web video
http://lumen.ni.com/nicif/ESA/GB_WEBCASTFPGAINTRO/content.xhtml?du=http://ni.acrobat.com/p
86343456/
[2] Escuela Politecnica Nacional, Proyecto pervioopbtencion del titulo, Rodrigo Lopez “Control de
pendubot utilizando una FPGA”.
[3] National Instruments, Modulo Labview FPGA
web:http://www.ni.com/labview/fpga/esa/ [4] Labview FPGA implementing a boolean
function, Vincent Claes web :
http://www.slideshare.net/fpgabe/labview-fpga
V. BIOGRAFÍAS:
José Luis Benavides Lescano nació en
Quito, Pichincha, Ecuador, 21 denoviembre 1989. Se graduó en el Colegio
Marista en el año 2007 de bachiller físicomatemático, actualmente estudia ingeniería
Electrónica en Telecomunicaciones en laUniversidad de las Fuerzas Armadas ESPE. Actualmente
realiza pasantías en la Agencia de Regulación y Control de lasTelecomunicaciones ARCOTEL.
Jorge Gonzalo Orejuela Huilcapi, nacióen Quito, Pichincha, el 08 de Septiembre
de 1989. Se graduò en el Instituto NacionalMejìa en el año 2007 de bachiller físico
matemático, actualmente estudia ingenieríaElectrónica en Telecomunicaciones en la
Universidad de las Fuerzas Armadas ESPE.Actualmente se encuentra realizando pasantías en una empresadedicada a dar soporte wireless Sistelvycom.