Sistema de posicionamiento con FPGA

[feanaro]

Saludos

Acabo de iniciar mi proyecto final que consiste en implementar un sistema de posicionamiento ultrasónico en un plano horizontal utilizando una FPGA como unidad de control. Lo que deseo saber es que factibilidad existe de implementar funciones de procesamiento digital dentro de estos dispositivos tales como el cálculo de las diferencias en los tiempos de llegada de los haces ultrasónicos por medio del método de detección del tiempo de inicio del eco y la implementaciòn de amplificador de ganancia programable, por ejemplo. Ademàs, el algoritmo de posicionamiento se basa en la soluciòn de un sistema de tres ecuaciones lineales que permiten calcular las cordenadas del puntero. Tenemos disponible un kit de Spartan 3 de Digilent, pero me gustaría saber si en este dispositivo en específico se puede implementar dicho sistema de ecuaciones y el algoritmo para solucionarlo o necesito un dispositivo màs potente. Si alguien tiene la respuesta a esta inquietud, le solicito enormemente publicarla en este foro.

De antemano agradezco su colaboración

 

[MarkoP]

El sistema que tienes es más que suficiente para la implementación que pretendes utilizar, si ya tienes el algoritmo, implementar las funciones matemáticas resulta relativamente sencillo, desconzco la frecuencia a la que necesites muestrear para el ultrasonico, pero la tarjeta que tienes puede hacerlo con una base de 50MHz y utilizando uno de los cuatro DCM (digital clock managger) que tiene el chip puedes elevar esa frecuencia de muestre hasta cerca de 250MHz, y si planteas bien la arquitectura de tu DSP, en un pipeline, realmente puedes realizar el cálculo a un cliclo de reloj.

 

[feanaro]

Muchas gracias, ahora ya entiendo de una forma más clara, sin embargo me surge una pequeña inquietud. La tarjeta a la que tengo acceso es una Nexys...y por lo que veo no tiene ADC, me imagino que para hacer lo que ud me dice necesito digitalizar la señal ultrasónica primero. Necesito manejar 4 señales independientes, pero no se que conversor es el apropiado para obtener una buena resolución. Tengo una alternativa y es usar el método de umbral clásico para detectar las 4 señales implementando contadores/temporizadores en la FPGA prescindiendo del conversor. Me imagino que se pueden implementar dichos temporizadores de la misma forma que funcionan en los microcontroladores, pero ¿es posible hacer que dentro de la FPGA funcionen 4 temporizadores de forma concurrente e independiente?...me gustaría sabr como lo puedo hacer. Gracias

 

[MarkoP]

El FPGA puede utilizar varíos temporizadores precisamente de forma independiente y por supuesto concurrente, solo tienes que diseñar uno e instanciarlo el numero de veces que sea necesario o hasta que se llene el chip, cosa que realmente no creo que pase.

El método del umbral clásico la verdad lo desconozco, pero por la naturaleza de tu proyecto me imagino que lo que en realidad necesitas medir no es la amplitud de tu señal sino el defase, frecuencia y en general tiempo de ésta, y para ello te puedes brincar el ADC utilizando un VCO o cualquier otro acondicionamiento para la señal digital, una vez digitalizada el procesamiento es más sencillo.

Si puedes mandame un diagrama de bloques del funcionamiento de tu proyecto, para entender mejor como lo tienes organizado.

saludos