Implementación de una red ethernet para la comunicación entre sistemas basados en FPGA

Abstract

En este documento se describe la implementación de una topología de red tipo estrella con sistemas de desarrollo basados en dispositivos FPGA. La implementación se realiza empleando un sistema de desarrollo Zedboard, el cual contiene una FPGA de la familia Zynq-7000 de Xilinx. Esta tarjeta posee conexiones para diferentes tipos de periféricos de entrada y salida. El objetivo del trabajo presentado es establecer la comunicación entre los sistemas de desarrollo por medio de una red Ethernet. Para la configuración de la conexión se efectúa la instalación en la Zedboard de una distribución del sistema operativo Linux embebido conocida como Petalinux, usando las aplicaciones y los controladores requeridos. El sistema operativo se carga en la RAM mediante una memoria SD y es el encargado de detectar periféricos y asignar los controladores correspondientes. Las tarjetas funcionan como clientes DHCP a través del uso de un servidor DHCP implementado en un router. Esto garantiza la asignación de una dirección IP como identificador para cada FPGA. Finalmente, por medio de un switch se realiza la comunicación entre todas las FPGAs. Este producto es desarrollado en el laboratorio de Sistemas de Control y Robótica del ITM. La realización de este producto sirve como insumo para trabajos de grado y proyectos de investigación que requieran el uso de sistemas basados en FPGA en red, para la implementación de diferentes tipos de algoritmos. Para el desarrollo de esta práctica se utilizaron recursos disponibles en el laboratorio Microelectrónica y Nanotecnología del ITM (sede fraternidad).