Integración Avanzada y Aplicaciones de Sistemas FPGA y Procesadores Nios II

Aprende a integrar sistemas complejos con FPGA y procesadores Nios II, aplicaciones de sistemas embebidos y sistemas de tiempo real

Tema 1: Exploración de gráficos en FPGA

Importancia de FPGA en la simulación de hardware y aplicaciones de gráficos.
Explicación de la señalización VGA: sincronización horizontal y vertical.
Resoluciones comunes y configuraciones de color en VGA.
Diagrama de bloques de un controlador VGA simple.
Descripción de las señales y su generación utilizando lógica programable.
Carga del diseño en un FPGA y conexión con un monitor VGA.
Análisis de los resultados y ajuste de parámetros para modificar la resolución y el color.
Transformación pixel de una imagen por Matlab
Libreria posicion y color de una imagen.

Tema 2: Diseño y programación de sistemas embebidos con procesadores NiosII

Qué es un procesador soft-core y cómo se compara con los procesadores hard-core.
Visión general de la familia de procesadores Nios II y sus características principales.
Descripción de la arquitectura de Nios II: registros, unidades de ejecución, y opciones de personalización.
Variantes del procesador Nios II (e, s, f) y sus aplicaciones.
Introducción a Quartus Prime y al Nios II SBT.
Configuración del entorno de desarrollo y requisitos del sistema.
Utilización del Platform Designer (anteriormente Qsys) para diseñar un sistema embebido completo.
Exploración de la arquitectura GPIO disponible en Nios II.
Configuración de pines como entradas o salidas usando Platform Designer y Quartus Prime.
Programación en lenguaje de alto nivel (C/C++)

Tema 3: Comunicación y temporización en sistemas embebidos

Descripción de la interfaz UART disponible en Nios II.
Diseño del hardware: configuración del módulo UART y sus conexiones con Nios II.
Desarrollo de software en C para manejar la UART: inicialización, recepción y transmisión de datos.
Arquitectura de temporizadores disponibles en Nios II .
Configuración de temporizadores usando Platform Designer.
Desarrollo de software en C para configurar y manejar eventos de temporización.
Ejemplos de código para iniciar, detener, y reiniciar temporizadores, y para manejar interrupciones

Tema 4: Avances en procesadores multinúcleo y fundamentos de programación de dispositos FPGA

Definición y evolución de los procesadores multinúcleo.
Comparación entre arquitecturas de un solo núcleo y multinúcleo.
Ventajas de los procesadores multinúcleo en términos de rendimiento y eficiencia energética.
Desafíos en la programación paralela y la gestión de recursos.
Explicación del formato de archivo .hex y su estructura.
Diferencias entre los formatos de archivo más comunes utilizados en programación de dispositivos (.bin, .elf, .hex).
Proceso de conversión de código fuente y archivos binarios a formato .hex.
Programación de un dispositivo usando el archivo .hex y métodos no volátiles

Tema 5: Integración de VHDL em sistemas FPGA

Creación de un módulo VHDL.
Cómo convertir el módulo VHDL en un componente reutilizable mediante el Component Editor.
Definición de interfaces y parámetros del componente.
Configuración de un sistema en Platform Designer que incluya el procesador Nios II y el componente VHDL.
Interconexión del componente VHDL con Nios II y otros componentes del sistema.
Carga del diseño en FPGA y pruebas en hardware real.

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