{"id":1184,"date":"2019-07-23T00:51:00","date_gmt":"2019-07-23T00:51:00","guid":{"rendered":"http:\/\/robots-argentina.com.ar\/didactica\/?p=1184"},"modified":"2020-12-02T15:01:59","modified_gmt":"2020-12-02T15:01:59","slug":"un-fpga-en-un-arduino","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/robots-argentina.com.ar\/didactica\/un-fpga-en-un-arduino\/","title":{"rendered":"\u00bfUn FPGA en un Arduino?"},"content":{"rendered":"

Arduino anunci\u00f3 recientemente una nueva l\u00ednea de productos, y uno de ellos, el MKR Vidor 4000<\/a><\/strong>, incluye un FPGA<\/a><\/strong>. \u00bfQu\u00e9 har\u00e1n los dise\u00f1adores con el poder de un FPGA en sus manos?<\/p>\n

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Un FPGA en un Arduino<\/strong><\/p>\n

Arduino es una popular herramienta de creaci\u00f3n de prototipos por varias razones. En primer lugar, no requiere un programador voluminoso y caro (como los chips PIC<\/a><\/strong>) y se puede programar a trav\u00e9s de USB<\/strong>. En segundo lugar, las placas Arduino son de c\u00f3digo abierto y, debido a esto, hay muchos fabricantes de placas Arduino que ofrecen precios competitivos. En tercer lugar, los Arduinos son famosos por su robusto entorno de shields y soporte de bibliotecas, lo que hace que el uso de dispositivos complejos como los chips de Ethernet<\/strong> sea cosa f\u00e1cil.<\/p>\n

A medida que progres\u00f3 la tecnolog\u00eda, tambi\u00e9n lo hizo el Arduino. En el lanzamiento de las nuevas placas Arduino se reflejan muchas tendencias de la industria. Por ejemplo, la introducci\u00f3n del Arduino Yun<\/a><\/strong> agreg\u00f3 capacidades de Wi-Fi<\/strong>, y el Arduino Duo<\/strong> marc\u00f3 el comienzo con procesadores m\u00e1s potentes. La miniaturizaci\u00f3n se concret\u00f3 con el Arduino Nano<\/strong>, y con el LilyPad<\/strong> se introdujo la electr\u00f3nica port\u00e1til. Pero todas estas mejoras involucran hardware especializado que realiza tareas \u00fanicas, como comunicaciones por RF o bajo consumo de energ\u00eda.<\/p>\n

Ahora que los FPGA se est\u00e1n volviendo m\u00e1s baratos y m\u00e1s accesibles, Arduino est\u00e1 a punto de lanzar un Arduino con un FPGA incorporado, el MKR Vidor 4000. La parte \u00abMKR\u00bb de su nombre se pronuncia como \u201cMaker\u201d (\u00abCreador\u00bb), y Massimo Banzi, cofundador de Arduino, se refiere a \u00e9l como una placa de \u00abfactor de forma de creador\u00bb. Esto no es sorprendente, ya que generalmente se acepta que Arduino est\u00e1 dise\u00f1ado para creadores, y no es de especial inter\u00e9s para los profesionales de ingenier\u00eda electr\u00f3nica.<\/p>\n

El FPGA<\/strong><\/p>\n

El FPGA incluido es un Intel Cyclone 10CL016<\/a><\/strong>, y el sitio web de Arduino afirma que el FPGA contiene 16.000 elementos l\u00f3gicos, 504 Kb de RAM, 56 multiplicadores 18×18 de hardware para aplicaciones DSP de alta velocidad, etc. El sitio web tambi\u00e9n establece que los pines FPGA pueden dar salidas de hasta 150MHz, y que tambi\u00e9n pueden configurarse como puertos de comunicaciones comunes como UART, I2C y SPI. Si es cierto, este complemento FPGA podr\u00eda ser extremadamente \u00fatil para los dise\u00f1adores que desean crear sistemas digitales de alta velocidad que necesitan capturar datos y procesarlos r\u00e1pidamente (como los procesadores de se\u00f1ales digitales).<\/p>\n

Sin embargo, \u00bfcu\u00e1ntos aficionados realmente necesitan usar un FPGA?<\/p>\n

\u00bfC\u00f3mo ayudar\u00e1 esto a los dise\u00f1adores?<\/strong><\/p>\n

El acceso a un FPGA permite que los dise\u00f1adores creen circuitos personalizados para conectarse al Arduino, lo que puede eliminar la necesidad de circuitos externos. Tambi\u00e9n permite cargarle las funciones de E\/S del Arduino al FPGA, pero conlleva el costo de requerir una l\u00ednea de comunicaci\u00f3n entre el FPGA y el Arduino (a menos que el FPGA y la CPU est\u00e9n integrados en el mismo paquete, en cuyo caso los dos pueden tener l\u00edneas de E\/S especiales para su comunicaci\u00f3n).<\/p>\n

Los FPGA, sin embargo, son dispositivos complejos y, a menudo, se programan en lenguajes como HDL y Verilog, que no son aptos para personas no muy arriesgadas. Si bien Arduino anunci\u00f3 que est\u00e1n dise\u00f1ando un sistema de compilaci\u00f3n basado en la nube que facilitar\u00e1 el uso del FPGA, esto a\u00fan est\u00e1 por verse. La mayor\u00eda de las veces que un sistema se hace m\u00e1s f\u00e1cil de usar, sacrifica su poder, capacidad y control. Dicho esto, el Vidor 4000 podr\u00eda ser una herramienta educativa invaluable para aquellos que desean comenzar con FPGA.<\/p>\n

\u00bfM\u00e1s al estilo pi?<\/strong><\/p>\n

El Vidor 4000 no solo cuenta con la inclusi\u00f3n de un FPGA; tambi\u00e9n tiene varios dispositivos de E\/S que lo hacen parecer m\u00e1s a un Pi que a un Arduino.<\/p>\n

El Vidor 4000 incluye tambi\u00e9n un m\u00f3dulo Wi-Fi Nina W102, un chip criptogr\u00e1fico ECC508, un conector micro HDMI, un conector MIPI para c\u00e1mara y un conector r\u00e1pido MiniPCI con hasta 25 pines programables por el usuario. Estas caracter\u00edsticas, especialmente el Wi-Fi incorporado, crean una plataforma de IoT potencialmente popular que puede realizar tareas incre\u00edblemente complejas. Con el chip criptogr\u00e1fico incorporado, la verificaci\u00f3n SSL y HTTPS se convertir\u00e1n en una tarea trivial y ayudar\u00e1n a descargar las tareas de seguridad del microcontrolador principal.<\/p>\n

Si bien este dispositivo no ser\u00e1 tan poderoso como un Raspberry Pi, definitivamente es m\u00e1s peque\u00f1o y est\u00e1 m\u00e1s enfocado en el hardware, algo en lo que la Pi se queda atr\u00e1s.<\/p>\n

Placas competidoras para creadores con FPGA<\/strong><\/p>\n

El Vidor 4000, obviamente, no es la primera placa en salir con capacidades FPGA, pero tampoco es la primera construida teniendo en cuenta la compatibilidad con Arduino. Otro producto ya en el mercado, XLR8<\/strong>, es una tarjeta de desarrollo compatible con Arduino que est\u00e1 basada en FPGA, incluye un microcontrolador integrado de instrucci\u00f3n AVR de 8 bits y es programable a trav\u00e9s del IDE de Arduino.<\/p>\n

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El XLR8 est\u00e1 preconfigurado con \u00abbloques xcelerator\u00bb, que son bloques que est\u00e1n especialmente dise\u00f1ados para manejar tareas espec\u00edficas. Los bloques con los que viene preinstalada la unidad incluyen un bloque matem\u00e1tico de punto flotante, un servocontrol, un controlador NeoPixel y un ADC mejorado.<\/p>\n

La integraci\u00f3n de los FPGA en un proyecto Arduino sin duda crear\u00e1 una nueva ola de proyectos e ideas que podr\u00e1n construir los aficionados, pero los FPGA son dispositivos complejos. Sin embargo, los usuarios de Arduino pueden comenzar a dise\u00f1ar su propio hardware desde cero y los FPGA incluidos en los microcontroladores pueden cambiar la forma en que se construyen los circuitos.<\/p>\n

La nueva placa MKR Vidor 4000 lleva la complejidad de los FPGA a los que no son ingenieros electr\u00f3nicos.
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