Desarrollo de arquitectura SoPC para robot móvil basado en FPGA

Suárez Gómez, Andrés David; Bareño Quintero, Jorge Orlando; Suárez Gómez, Andrés David; Bareño Quintero, Jorge Orlando

Development of SoPC architecture for FPGA-based mobile robot

dc.creator	Suárez Gómez, Andrés David	es
dc.creator	Bareño Quintero, Jorge Orlando	es
dc.creator	Suárez Gómez, Andrés David	en
dc.creator	Bareño Quintero, Jorge Orlando	en
dc.date	2023-12-11
dc.identifier	https://hemeroteca.unad.edu.co/index.php/publicaciones-e-investigacion/article/view/7506
dc.identifier	10.22490/25394088.7506
dc.description	In the context of the rapid progress in the field of mobile robotics, the need for efficient systems with high embedded processing power has emerged as a fundamental challenge. This paper addresses this issue by using FPGAs, devices underutilized in the literature for the development of architectures with H/S (hardware/software) co-design in mobile robots. The suitability of FPGAs for this purpose is highlighted, as they offer a balance between efficiency and low power consumption. The paper focuses on the implementation of a SoPC (System on Programmable Chip) based architecture designed specifically for an FPGA-based differential drive mobile robot. The most relevant aspects of the design are presented by means of diagrams illustrating the layout and interconnection of key components. The practical implementation of this architecture was carried out on a mobile robot whose processing unit is a DE0 Nano development board equipped with a Cyclone® IV FPGA. The results obtained reveal a successful behavior of the architecture in terms of interfacing with sensors, actuators, and data processing. The efficiency of the design is reflected in the balanced occupation of resources in the FPGA, highlighting the 67% of logical area still available for future implementations of modules for hardware acceleration. This paper demonstrates the feasibility and efficiency of FPGAs in the design of advanced architectures for mobile robots, providing a solid foundation for future research and development in the field of robotics.	en
dc.description	En el contexto del rápido avance en el campo de la robótica móvil, la necesidad de sistemas eficientes y con alto poder de procesamiento embebido ha surgido como un desafío fundamental. En este artículo se aborda dicha problemática mediante el uso de FPGAs, dispositivos subutilizados en la literatura para el desarrollo de arquitecturas con co-diseño H/S (hardware/software) en robots móviles. Se destaca la idoneidad de las FPGAs para este propósito, ya que ofrecen un equilibrio entre eficiencia y bajo consumo de energía. El artículo se centra en la implementación de una arquitectura basada en SoPC (System on Programmable Chip) diseñada específicamente para un robot móvil de tracción diferencial basado en FPGA. Los aspectos más relevantes del diseño se presentan mediante diagramas que ilustran la disposición y la interconexión de los componentes clave. La implementación práctica de esta arquitectura se llevó a cabo en un robot móvil cuya unidad de procesamiento es una tarjeta de desarrollo DE0 Nano equipada con una FPGA Cyclone® IV. Los resultados obtenidos revelan un comportamiento exitoso de la arquitectura en términos de interfaz con sensores, actuadores y procesamiento de datos. La eficiencia del diseño se refleja en la ocupación equilibrada de recursos en la FPGA, destacando el 67% de área lógica aún disponible para futuras implementaciones de módulos para aceleración de hardware. Este artículo demuestra la viabilidad y eficacia de las FPGAs en el diseño de arquitecturas avanzadas para robots móviles, proporcionando una base sólida para futuras investigaciones y desarrollos en el campo de la robótica.	es
dc.format	application/pdf
dc.language	spa
dc.publisher	Sello editorial UNAD	es
dc.relation	https://hemeroteca.unad.edu.co/index.php/publicaciones-e-investigacion/article/view/7506/6491
dc.rights	Derechos de autor 2023 Publicaciones e Investigación	es
dc.rights	https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0	es
dc.source	Publicaciones e Investigación; Vol. 17 No. 4 (2023): Edición especial Expotech	en
dc.source	Publicaciones e Investigación; Vol. 17 Núm. 4 (2023): Edición especial Expotech	es
dc.source	2539-4088
dc.source	1900-6608
dc.subject	H/S co-design	en
dc.subject	FPGA	en
dc.subject	Mobile Robot	en
dc.subject	SoPC	en
dc.subject	Co-diseño H/S	es
dc.subject	FPGA	es
dc.subject	Robot móvil	es
dc.subject	SoPC	es
dc.title	Desarrollo de arquitectura SoPC para robot móvil basado en FPGA	es
dc.title	Development of SoPC architecture for FPGA-based mobile robot	en
dc.type	info:eu-repo/semantics/article
dc.type	info:eu-repo/semantics/publishedVersion