Circuito de demonstração de FPAA com infraestruturas IEEE1149.4

Nos últimos anos, tornou-se notável o grande avanço na tecnologia, e com este surgiram novos equipamentos que tornaram a vida dos utilizadores mais facilitada. Cada equipamento teve uma evolução progressiva, notando-se uma diminuição dos componentes constituintes e cada equipamento, de forma a torná-lo mais leve, mais pequeno e com as mesmas funcionalidades. Com este avanço tecnológico, a procura por equipamentos novos aumentou, fazendo com que empresas de desenvolvimento tornassem a produção mais rápida e eficaz. Para tal a realização de testes a lotes ou a equipamentos individuais, tornou-se um papel fundamental para que o equipamento fosse entregue ao cliente pronto para utilização. Sendo o encapsulamento dos componentes cada vez mais pequeno, a realização de testes em produtos finais começou a tornar-se um problema, devido à dificuldade de acesso físico a pontos estratégicos de teste. Para tal foram desenvolvidas infraestruturas normalizadas capazes de ajudar na depuração de cada um dos equipamentos sem acesso direto aos pinos, das quais se pode destacar a norma IEEE1149.1 a nível digital e a IEEE1149.4, sendo esta baseada na norma anterior, mas com extensão para o domínio dos circuitos analógicos e mistos. Os dispositivos reconfiguráveis têm tornado possível a evolução de equipamentos mais pequenos, permitindo criar diversos circuitos no seu interior através de programação. Ao longo do tempo tem-se deparado que os dispositivos reconfiguráveis têm evoluído maioritariamente através da eletrónica com a utilização de Field-Programmable Gate Array (FPGA). O sucesso destes circuitos no domínio digital teve reflexo também no domínio analógico, os quais assumem especial importância, sendo denominados por FieldProgrammable Analog Arrays (FPAAs). Presentemente os dispositivos FPGA’s já incluem meios, frequentemente baseados na infraestrutura IEEE1149.1, que permitem a realização de um conjunto importante de operações de depuração do circuito. No entanto, as FPAA’s, encontram-se desprovidas desses meios, estando as operações de depuração e/ou teste limitadas às de acesso físico aos pinos antes da respetiva introdução no circuito global. É apenas possível realizar uma simulação de forma a perceber o possível estado do sistema, sendo necessário o acesso direto aos pinos para validar que o sistema funciona tal como foi configurada. Dado que uma parte importante do sucesso da infraestrutura IEEE1149.1 se deveu às suas características notáveis para apoiar operações de depuração em circuitos digitais, vale a pena analisar de que modo é que a infraestrutura IEEE1149.4 poderá apoiar as mesmas operações no domínio analógico. Desta forma, para criar um mecanismo de verificação funcional, realiza-se a interligação entre as FPAA’s e os dispositivos que implementem a infraestrutura IEEE1149.4. Para alargar o interesse pelo desenvolvimento de aplicações com utilização de FPAA’s, sem necessidade de utilização de uma placa de desenvolvimento, foram desenvolvidos meios de apoio ao ensino. Assim, a aproximação do aluno ao projeto para configuração de uma ou várias FPAA’s, com utilização de um microcontrolador externo, será mais facilitada. No presente trabalho, desenvolve-se uma solução capaz de tornar as FPAA’s acessíveis através de um único ponto para controlo e observação do sistema, sem necessidade de acesso direto aos pinos, facilitando-se assim as tarefas de teste e/ou depuração.In the last years, it has become remarkable the great advance in technology, and with this one emerged new equipment that made life of users easier. Each equipment had a progressive evolution, noting a decrease of the components that constitute each equipment, in order to make it lighter, smaller and with the same features. With this technological advancement, the demand for new equipment increased, causing that development companies made production more fast and efficient. For such a testing of batches or individual equipment, it has become a major role so that the equipment was delivered to the customer ready for use. As the package of the components became smaller, making tests in final products started becoming a problem, due to difficulty of access to strategic points of test. For such standard infrastructure were developed, capable of helping in the debugging of each of the equipment without direct access to pinout, of which we can highlight the norm IEEE1149.1 in digital level and the IEEE1149.4, being this one based on the previous norm, but extending to the domain of the analog and mixed circuits. Reconfigurable devices are making possible the evolution of smaller devices, allowing to create several circuits inside each one by programming. Over time it has noted that reconfigurable devices have evolved mainly through the electronics with the use of FieldProgrammable Gate Array (FPGA). The success of these circuits in the digital domain was also reflected in the analog domain which takes special importance, being called by FieldProgrammable Analog Arrays (FPAA). Nowadays the FPGA’s devices already include means, often based on IEEE1149.4 infrastructure, that allow the realization of an important set of circuit debugging operations. However, the FPAA’s are devoid of such means, being the debug operations and/or test limited to physical access to pinout before the introduction into the global circuit. Is possible only to carry out a simulation in order to understand the possible system state, requiring direct access to pinout to validate that the system works as it was configured. As an important part of the success of IEEE1149.1 infrastructure was due to its notable features to support debug operations in digital circuits, it is worth examining how is that IEEE1149.4 infrastructure may support the same operations in the analog domain. So, to create a functional verification mechanism, is carried out the interconnection between the FPAA's and devices that implement the IEEE1149.4 infrastructure. To extend the interest in developing applications with use of FPAA's, without need to use a development board, means have been developed to support education. So, the approach of the student to the project to configure one or several FPAA's, using an external microcontroller, will be facilitated. In the present work, it is developed a solution capable of making the FPAA’s accessible through a single point for control and observation of the system, without the need of direct access to pinout, thereby facilitating the test task and/or debugging