Diseño de tarjeta de expansión para la FPGA DECA MAX 10 gestionada mediante buses digitales

El propósito principal de esta memoria es el proceso de diseño, desarrollo, producción y prueba de una placa de expansión que podría ser utilizada por una unidad de control basada en un sistema embebido. Esta placa de expansión consta de una serie de circuitos integrados que serán controlados por el protocolo de comunicación I2C por la unidad de control escogida por el usuario final. De esta forma, se pueden utilizar varias aplicaciones electrónicas en el mismo entorno utilizando solo un bus digital. Para eso fue totalmente crucial durante el diseño elegir los circuitos integrados correctos que podrían usarse a través de las interfaces I2C implementadas en sus encapsulados. Con esta estrategia de diseño, hemos comprobado que el número necesario de entradas / salidas digitales se ha reducido drásticamente para controlar la tarjeta de expansión. Aproximadamente 60 entradas / salidas digitales y 8 señales PWM se pueden controlar solo con las dos señales obligatorias del protocolo del bus I2C: SDA y SCL. Adicionalmente, ocho sensores pueden ser controlados usando el mismo bus de comunicaciones. Esta placa de expansión se utilizará en diversas asignaturas impartidas en la Universidad Politécnica de Madrid en el Campus Sur. Los futuros alumnos conocerán cómo estas estrategias de diseño son buenas prácticas para mejorar el rendimiento y la eficiencia en diseños electrónicos. Abstract: The main purpose of this statement is the design, development, production, and testing process of an expansion board which could be used by a unit control based on an embedded system. This expansion board consists of series of integrated circuits that will be controlled by I2C communication protocol by the unit control to be chosen by the final user. In this way, several electronic applications can be used in the same environment using only a digital bus. For this, it was totally crucial during the design phase to choose the correct integrated circuit that could be used through I2C interfaces implemented on their packages. With this design strategy we have guaranteed that the needed number of digital inputs/outputs has been drastically reduced to control the designed expansion board. About 60 digital inputs/outputs and 8 PWM signals can be controlled only with the two mandatory signals of the I2C bus protocol: SDA and SCL. Additionally, eight sensors can be controlled using the same communication bus. This expansion board will be used on several subjects trained at the Polytechnical University of Madrid at the South Campus. Future students will be taught about how these strategies of design are good practices to improve the performance and efficiency on electronic designs