Sprzężenie różnych standardów interfejsów z wykorzystaniem układów FPGA

Układy FPGA, ze względu na ich otwartą konfigurację oraz sposób ich implementacji, mają szeroki zakres zastosowań. W artykule opisano uwarunkowania występujące przy projektowaniu aplikacji z wykorzystaniem układów FPGA, umożliwiających wymianę danych pomiędzy portami interfejsów o różnych standardach. Przedstawiono etapy realizacji projektu: od analizy wybranych interfejsów, poprzez dobór odpowiedniego układu FPGA, projekt aplikacji w języku VHDL, realizację symulacji, po konfigurację układu rzeczywistego oraz testowanie jego działania. W artykule przedstawiono przykładowe rozwiązanie przyrządu do pomiaru i rejestracji parametrów jakości energii elektrycznej, ilustrujące etapy projektowania układu łączącego porty interfejsów o różnych standardach, zarówno w zakresie parametrów sygnałów interfejsowych, jak i formatów przesyłanych danych. Przedstawiono sposoby realizacji aplikacji konfiguracyjnej FPGA. Omówiono metodykę badań prowadzonych na etapie symulacji funkcji wykonywanych w FPGA dla weryfikacji konfiguracji układu. Załączono wyniki badań prowadzonych podczas testowania poprawności działania sprzężonych interfejsów. Na przykładzie wybranego układu FPGA sformułowano wnioski określające zakres jego wykorzystania w kontekście możliwych do realizacji standardów sygnałowych, ograniczeń częstotliwości sygnałów wejściowych/wyjściowych oraz wskazano przykładowe standardy interfejsów, z którymi skonfigurowany układ FPGA może wymieniać dane przy określonych parametrach komunikacji.