HOW TO APPLY FPGAs TO ROBOTIC CONTROL SYSTEMS

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The Robotics Institute of Yucatan
Exposición de Paper por Joel Nájera Rivera 29 de
Septiembre de 2009 joel010_at_hotmail.com
HOW TO APPLY FPGAs TO ROBOTIC CONTROL SYSTEMS
Jim harris En la revista Embedded en noviembre
del 2006.
Título
Autor
Presentado
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HOW TO APPLY FPGAs TO ROBOTIC CONTROL SYSTEMS

• Por Joel Nájera Rivera
• joel010_at_hotmail.com
• The Robotics Institute of Yucatán

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abstract

• Cuando hacemos un robot a veces nos atoramos con
  el procesamiento de la informacion que se envia y
  recibe al robot, se gastan muchos ciclos del
  reloj para hacer algun tipo de operación
  complicada y muchas veces es relativamente
  costoso e ineficiente.
• En este paper se discuten los metodos para
  implemetar un buen sistema de control robotico
• Con el JPGA spartan 3e de xilinx

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Jim harris

• Senior Design Engineer
• Sunrise Telecom
• jkh_jr_at_mindspring.com

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Lugar de publicación

• Se publicó en la revista embedded en noviembre
  del 2006

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• En el proyecto del articulo se decodificara una
  señal PCM (pulse code modulated) que seran
  recibidas por un modulo de radio control comun
  usando custom IP la señal sera procesada con el
  PicoBlaze processor.
• El resultado controlará las llantas con
  diferencial usando custom IP para controlar
  los motores .
• Tambien tendrá 2 modulos UART (universal
  asynchronous reciver-transmitter), uno para la
  radio frecuencia y el otro para un GPS

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Implementation methods

• Hay 4 metodos para implementar sistemas de
  control roboticos
• Los microcontroladores (usado como interfaz con
  el hardware y manejando las demas interfaces y
  procesando las señales) es ideal para
  navegaciones autonomas
• Los FPGA usandolo para controlar todo, son
  ideales para controlar la interfaz del hardware,
  procesar las señales, pero es complicado manejar
  la navegación

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• A microcontroller plus programmable logic-based
  implementation aparentemente la mejor solución
• Es usado para el sistema de navegación y
  procesamiento de señales. El único problema con
  este es que usa mucho tiempo de procesamiento y
  eso puede afectar si se usan entradas complejas
  como video, imágenes, radares, etc.

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• An FPGA with embedded processor core and custom
  IP. hoy en dia es la mejor solución de todas
• El procesador se encarga de el procesamiento de
  la navegacion, el FPGA se usa de interfaz de
  hardware y para el procesamiento de señales.
• Todo junto es capas de hacer el procesamiento de
  DSP muy rapido y procesando entradas complejas
  como video etc tambien muy rapido

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caracteristicas

• El sistema tiene las siguientes caracteristicas
• El spartan 3e que tiene 250k gates, 12 hardware
  multipliers, 27k bytes de ram, 66 entradas o
  salidas. (100 pines)
• Una memoria serial flash de 8mb . 2mb son para
  configurar el FPGA
• push botton para reset.
• Led para indicar que todo esta bien
• Los UARTS conectados al picoblaze
• 36 entradas o salidas para manejar lo que sea

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• El robot se controlara por un control remoto, con
  2 canales, uno para aceleracion y otro para
  direccion.
• El radio control recibira los PCM enviados del
  robot y los decodificara con el procesador
  (picoblaze) se procesará la señal recibida y se
  determinará a los motores si acelerar o cambiar
  de dirección.

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conclusión

• Usar FPGAs es una manera barata y poderosa para
  controlar tus sistemas roboticos, se pueden
  resolver muchos problemas rapidamente .
• Con tecnicas mas avanzadas puedes procesar datos
  mas complejos, como video imagenes etc, cosa que
  resulta muy ventajosa en ciertas areas.