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CIAA-ACC

Computadora industrial abierta para aplicaciones de Alto Costo Computacional

Resumen

Este proyecto está orientado al desarrollo de una computadora industrial en la modalidad de hardware libre que soporte aplicaciones de alto costo computacional, como son los sistemas de visión y procesamiento de imágenes y el manejo de pantallas de alta resolución, y que sea capaz de correr sistemas operativos de tipo Linux. En particular, el presente proyecto abordará al menos tres campos del conocimiento que son centrales para el desarrollo de sistemas digitales complejos:

  1. Análisis, selección y utilización a nivel chip de procesadores o circuitos lógicos programables que brinden la capacidad de cómputo y las arquitecturas requeridas.
  2. Análisis, selección e implementación de sistemas operativos compatibles con entornos de tipo Linux, que sean acordes a sistemas industriales de tiempo real.
  3. Técnicas de diseño de circuitos impresos que permitan soportar la tasa de datos requerida para aplicaciones de este tipo, funcionando bajo condiciones industriales.

Este conocimiento no sólo redundará en beneficio de este proyecto y de quienes sean sus usuarios directos, sino que al trabajarse en la modalidad de hardware libre servirá también como referencia para el desarrollo nacional de otros sistemas embebidos similares.

Cronograma, tareas y responsables de la CIAA-ACC

Estado actual del proyecto (08/05/17)

La versión V1.1 ya está terminada pero aún no fueron fabricados los prototipos. Luego del concurso de precios, resultó adjudicada la empresa Asembli, que fabricará los primeros 10 prototipos con fondos del MinCyT y de la ACSE.

El proyecto completo de KiCAD puede bajarse del siguiente repositorio:
Acceso al repositorio de hardware en GitHub.

Etapa de estudio y selección

Diagrama en bloques

Diagrama en bloques CIAA-ACC

Nota 1: El bloque de las entradas analógicas se eliminó porque las líneas del ADC no pudieron ser ruteadas por falta de espacio en el PCB.
Nota 2: La entrada de la fuente de alimentación tuvo que dejarse en +5V porque las tensiones del procesador son muy bajas y no era coherente ni eficiente soportar +12V o +24V a la entrada.

Diagrama en bloques proyectado en Diciembre 2015.

Para ilustrar las características del procesador seleccionado, se adjunta el diagrama del mismo tomado del software Vivado. Aquí pueden verse el procesador y todos los periféricos.

Diagrama del procesador Zynq-7030

Lógica programable

La lógica programable del Zynq-7030 tiene las siguientes características:

Part Number XC7Z030
Xilinx 7 Series Programmable Logic Equivalent Kintex-7 FPGA
Programmable Logic Cells 125K Logic Cells (~1.9M)
Look-Up Tables (LUTs) 78,600
Flip-Flops 157,200
Extensible Block RAM (# 36 Kb Blocks) 1,060 KB (265)
Programmable DSP Slices (18×25 MACCs) 400
Peak DSP Performance (Symmetric FIR) 593 GMACs
PCI Express (Root Complex or Endpoint) Gen2 x4
Analog Mixed Signal (AMS) / XADC 2x 12 bit, MSPS ADCs with up to 17 Differential Inputs
Security AES and SHA 256b for Boot Code and Programmable Logic Configuration, Decryption, and Authentication

Diagramas Esquemáticos

Descripción de subsistemas e interfaces

EN PROCESO…

Placa del circuito impreso (PCB)

El proyecto completo de KiCAD puede bajarse del siguiente repositorio:
Acceso al repositorio de hardware en GitHub.

Hay 3 versiones de gerber files en el repositorio:

  • V1.1: Primera versión.
  • V1.1B: Idéntica a la V1.1 pero con el agregado de números de identificación en cada capa.
  • V1.1C: Idéntica a la V1.1B pero con el agregado de puntos fiduciales.
  • V1.1D: Idéntica a la V1.1C pero con correcciones en la máscara antisoldante y la pasta.

Vistas 3D

Implementación

Lista de Materiales (BOM)

Archivos Gerber

desarrollo/ciaa_acc/ciaa_acc_inicio.txt · Última modificación: 2017/06/16 10:26 por nscotti