APLICACIONES DE FPGACONTROL ELECTRÓNICO MEDIANTE

TELEFONÍA MÓVIL DIGITALNOMBRE : CARLOS ALVARADO ROJAS

• Es conocido por todos la gran importancia que tiene actualmente el campo de las telecomunicaciones y el protagonismo que están adquiriendo los sistemas electrónicos de comunicación a distancia, ya sea a nivel de usuario particular o en el ámbito de aplicaciones industriales.

Arquitectura

• Base Transceiver Station (BTS):proporciona un número de canales radio a la zona a la que da servicio.

• Base Station Controller (BSC):su funcion es el mantenimiento de la llamada, así como la adaptación de la velocidad del enlace radio al estándar de 64 Kbit/s. utilizado por la red. • Mobile Switching Centre (MSC):Es el centro de control de llamadas, responsable del establecimiento, enrutamiento y terminación de cualquier llamada, control de los servicios suplementarios y del ‘handover’entre MSCs • Home Location Register (HLR):contiene información de estado (nivel de suscripción, servicios suplementarios, etc.) de cada usuario asignado al mismo, así como información sobre la posible área visitada, a efectos de enrutar llamadas destinadas al mismo (terminadas en el móvil). • Visitor Location Register (VLR):contiene información de estado de todos los

usuarios que en un momento dado están registrados dentro de su zona de influencia.

Desarrollo de la aplicación

• consiste en un sistema de control automático de un determinado proceso, con la posibilidad de intervenir en dicho control de forma remota, utilizando para ello un terminal GSM conectado a una red de comunicaciones.

- Red de comunicaciones operativa- Dispositivo de comunicaciones para el acceso a

dicha red-Interfase para la comunicación entre el

dispositivo de comunicaciones y el controlador del proceso.

Selección de los dispositivos

• Módem Siemens MC35T• La familia Spartan II. Y más concretamente por

la FPGA XC-2S200- PQ-208. El fabricante Xilinx (Xilinx, 2004) ofrece esta FPGA montada sobre una placa de pruebas, se trata de la placa Digilab 2

• En primer lugar, es necesario el diseño de un convertidor serie-paralelo/paralelo- serie, para poder establecer la comunicación con el módem. Esta es la finalidad del módulo ‘UART’ (Universal Asíncronous Receiver Transmiter ).

• Los comandos AT consisten en cadenas de caracteres transmitidos en código ASCII, finalizadas por el carácter de RETURN. Para poder trabajar con éstos de forma sencilla se ha añadido el módulo ‘Codificador de Comandos’ y el módulo ‘Decodificador de Comandos’. El primero de ellos se encarga de leer sucesivamente los caracteres recibidos, interpretar el comando formado por dichos caracteres y asignarle un código numérico. El módulo ‘Decodificador de Comandos’ realiza la función inversa: recibe un código numérico, lo asocia con una cadena de caracteres y envía dichos caracteres secuencialmente. De esta forma con un único número se pueden hacer referencia a todos estos comandos y otras cadenas de caracteres que se van a utilizar.

• Como su nombre indica, la función del módulo ‘Convertidor Números=>Caracteres’ es transformar números binarios en los caracteres correspondientes asociados a los dígitos en sistema decimal, teniendo en cuenta que serán transmitidos en código ASCII.

• Dado que es posible enviar caracteres a la UART a través de varios módulos, se ha colocado un módulo ‘Multiplexor’ con el fin de seleccionar en cada momento cuál es el módulo que va a transmitir, evitando de esta manera conflictos o colisiones de información. El módulo ‘Controlador de Comunicaciones’ es, sin duda, el bloque más complejo y a la vez importante de todo el sistema que constituye la interfaz. Se encarga de gestionar y procesar el tráfico de información entre el módem GSM y el controlador del proceso. Dispone de diversos puertos de entrada/salida con el fin de poder comunicar con el resto de bloques del sistema. Entre otras funciones, es capaz de configurar el módem GSM, dar la orden de realizar una llamada de teléfono, redactar un SMS y dar la orden de envío, y leer e interpretar un SMS recibido y actuar en consecuencia.

Este modelo consta de:• Dos fuentes de datos para la que se emplean dos bloques Xilinx Counter

configurados como contadores libres de 4 bits con signo. Estas fuentes alimentan las líneas de datos real e imaginaria respectivamente.

• Dos bloques Xilinx Convert que añaden seis posiciones decimales, para poder entrar al bloque FFT y no perder información. En este caso se añaden 6 posiciones decimales porque se emplea una FFT de N=64 (n=6).

• Dos bloques Xilinx FFT v1_0 consecutivos. El primero configurado como FFT y el segundo como IFFT. Se han definido con N=64 y reescalado 1/N.

• Dos bloques Xilinx Shift para deshacer el reescalado. Se realiza un desplazamiento lógico a la izquierda 6 posiciones. Las posiciones decimales se eliminan directamente definiendo el tipo de salida con 4 bits sin punto binario.

• Dos bloques Xilinx Delay, dos bloques Xilinx Serial to Paralell y dos bloques Xilinx Paralell to serial. La conjunción de los bloques serie a paralelo y paralelo a serie se emplean para deshacer la inversión de orden. El bloque de retardo se emplea para alinear la trama al instante adecuado.

• Un bloque Xilinx WaveScope para observar la forma de las señales a la entrada y salida del bloque.