Estudo e implementação de operações em ponto fixo em FPGA com VHDL 2008: aplicação em controle de sistemas em tempo discreto

Bibliographic Details
Main Author: Oliveira, Alisson Antônio de
Publication Date: 2012
Format: Master thesis
Language: por
Source: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
Download full: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/473
Summary: There are machines that need large processing speed for its correct working, these machines have a critical time response processing. When it is considered that aspect coupled with the need for control of static and dynamic behavior of a system arrives at the controller with strong demands on runtime. This dissertation compares discrete controllers implemented in fixed point with different accuracies, using for both the simulation of the behavior of controllers manufactured in Matlab command language and VHDL 2008. VHDL 2008 still in development and standardization by the IEEE. The VHDL language is used in FPGAs that are high speed devices with parallel processing capability. The main objective of this work is the study and implementation of discrete controllers in FPGA with the help of the VHDL 2008 language, determining its strengths and limitations, particularly in regard to the structure of programming, error analysis and demand for resources. Results show that accuracy still need some improvements a standard to the VHDL 4.0, known as VHDL 2008, is delivered to the market a stable standard. However, knowing it limitations, it is possible implementations and use in conversion of analog signals to discrete, such as control and dynamic systems simulation like servomechanisms.
id UTFPR-12_a3a5f1cfab4488b902f36c839070680b
oai_identifier_str oai:repositorio.utfpr.edu.br:1/473
network_acronym_str UTFPR-12
network_name_str Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
repository_id_str
spelling Estudo e implementação de operações em ponto fixo em FPGA com VHDL 2008: aplicação em controle de sistemas em tempo discretoSistemas de controle digitalVHDL (Linguagem descritiva de hardware)Arranjos de lógica programável em campoCálculos numéricosSimulação (Computadores)Engenharia elétricaDigital control systemsVHDL (Computer hardware description language)Field programmable gate arraysNumerical calculationsComputer simulationElectric engineeringThere are machines that need large processing speed for its correct working, these machines have a critical time response processing. When it is considered that aspect coupled with the need for control of static and dynamic behavior of a system arrives at the controller with strong demands on runtime. This dissertation compares discrete controllers implemented in fixed point with different accuracies, using for both the simulation of the behavior of controllers manufactured in Matlab command language and VHDL 2008. VHDL 2008 still in development and standardization by the IEEE. The VHDL language is used in FPGAs that are high speed devices with parallel processing capability. The main objective of this work is the study and implementation of discrete controllers in FPGA with the help of the VHDL 2008 language, determining its strengths and limitations, particularly in regard to the structure of programming, error analysis and demand for resources. Results show that accuracy still need some improvements a standard to the VHDL 4.0, known as VHDL 2008, is delivered to the market a stable standard. However, knowing it limitations, it is possible implementations and use in conversion of analog signals to discrete, such as control and dynamic systems simulation like servomechanisms.Existem máquinas que necessitam de uma grande velocidade de processamento para seu correto trabalho, essas máquinas possuem um tempo de processamento de resposta crítico. Quando considera-se este aspecto somado à necessidade de um controle do comportamento estático e dinâmico de um sistema chega-se ao controlador com fortes demandas de tempo de execução. Essa dissertação compara controladores discretos implementados em ponto fixo, com diferentes precisões, usando para tanto a simulação do comportamento de controladores confeccionados em linguagem de comandos Matlab e em linguagem VHDL 2008. Esta última está em desenvolvimento e padronização pelo IEEE. A linguagem VHDL é usada nas FPGAs que são dispositivos de alta velocidade e capacidade de processamento paralelo. O principal objetivo do trabalho é o estudo e a implementação de controladores discretos em FPGA com o auxílio da linguagem VHDL 2008, determinando suas virtudes e limitações, em particular quanto à estrutura de programação, análise de erro e a demanda por recursos. Os resultados alcançados demonstram que algumas melhorias ainda precisam ser feitas para que o VHDL 4.0, conhecido como VHDL 2008, seja entregue ao mercado como padrão estável. Entretanto, quando conhecidas suas limitações, já é possível seu uso em implementações com conversão de sinais discretos para analógicos, como é o caso de controle e simulação de sistemas dinâmicos como servomecanismos.Universidade Tecnológica Federal do ParanáCuritibaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática IndustrialLima, Carlos Raimundo ErigOliveira, Alisson Antônio de2013-05-23T13:21:18Z2013-05-23T13:21:18Z2012-12-13info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfOLIVEIRA, Alisson Antônio de. Estudo e implementação de operações em ponto fixo em FPGA com VHDL 2008: aplicação em controle de sistemas em tempo discreto. 2012. 89 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica e Informática Industrial) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2012.http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/473porreponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPRinfo:eu-repo/semantics/openAccess2015-03-07T06:06:48Zoai:repositorio.utfpr.edu.br:1/473Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestriut@utfpr.edu.br || sibi@utfpr.edu.bropendoar:2015-03-07T06:06:48Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false
dc.title.none.fl_str_mv Estudo e implementação de operações em ponto fixo em FPGA com VHDL 2008: aplicação em controle de sistemas em tempo discreto
title Estudo e implementação de operações em ponto fixo em FPGA com VHDL 2008: aplicação em controle de sistemas em tempo discreto
spellingShingle Estudo e implementação de operações em ponto fixo em FPGA com VHDL 2008: aplicação em controle de sistemas em tempo discreto
Oliveira, Alisson Antônio de
Sistemas de controle digital
VHDL (Linguagem descritiva de hardware)
Arranjos de lógica programável em campo
Cálculos numéricos
Simulação (Computadores)
Engenharia elétrica
Digital control systems
VHDL (Computer hardware description language)
Field programmable gate arrays
Numerical calculations
Computer simulation
Electric engineering
title_short Estudo e implementação de operações em ponto fixo em FPGA com VHDL 2008: aplicação em controle de sistemas em tempo discreto
title_full Estudo e implementação de operações em ponto fixo em FPGA com VHDL 2008: aplicação em controle de sistemas em tempo discreto
title_fullStr Estudo e implementação de operações em ponto fixo em FPGA com VHDL 2008: aplicação em controle de sistemas em tempo discreto
title_full_unstemmed Estudo e implementação de operações em ponto fixo em FPGA com VHDL 2008: aplicação em controle de sistemas em tempo discreto
title_sort Estudo e implementação de operações em ponto fixo em FPGA com VHDL 2008: aplicação em controle de sistemas em tempo discreto
author Oliveira, Alisson Antônio de
author_facet Oliveira, Alisson Antônio de
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Lima, Carlos Raimundo Erig
dc.contributor.author.fl_str_mv Oliveira, Alisson Antônio de
dc.subject.por.fl_str_mv Sistemas de controle digital
VHDL (Linguagem descritiva de hardware)
Arranjos de lógica programável em campo
Cálculos numéricos
Simulação (Computadores)
Engenharia elétrica
Digital control systems
VHDL (Computer hardware description language)
Field programmable gate arrays
Numerical calculations
Computer simulation
Electric engineering
topic Sistemas de controle digital
VHDL (Linguagem descritiva de hardware)
Arranjos de lógica programável em campo
Cálculos numéricos
Simulação (Computadores)
Engenharia elétrica
Digital control systems
VHDL (Computer hardware description language)
Field programmable gate arrays
Numerical calculations
Computer simulation
Electric engineering
description There are machines that need large processing speed for its correct working, these machines have a critical time response processing. When it is considered that aspect coupled with the need for control of static and dynamic behavior of a system arrives at the controller with strong demands on runtime. This dissertation compares discrete controllers implemented in fixed point with different accuracies, using for both the simulation of the behavior of controllers manufactured in Matlab command language and VHDL 2008. VHDL 2008 still in development and standardization by the IEEE. The VHDL language is used in FPGAs that are high speed devices with parallel processing capability. The main objective of this work is the study and implementation of discrete controllers in FPGA with the help of the VHDL 2008 language, determining its strengths and limitations, particularly in regard to the structure of programming, error analysis and demand for resources. Results show that accuracy still need some improvements a standard to the VHDL 4.0, known as VHDL 2008, is delivered to the market a stable standard. However, knowing it limitations, it is possible implementations and use in conversion of analog signals to discrete, such as control and dynamic systems simulation like servomechanisms.
publishDate 2012
dc.date.none.fl_str_mv 2012-12-13
2013-05-23T13:21:18Z
2013-05-23T13:21:18Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv OLIVEIRA, Alisson Antônio de. Estudo e implementação de operações em ponto fixo em FPGA com VHDL 2008: aplicação em controle de sistemas em tempo discreto. 2012. 89 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica e Informática Industrial) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2012.
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/473
identifier_str_mv OLIVEIRA, Alisson Antônio de. Estudo e implementação de operações em ponto fixo em FPGA com VHDL 2008: aplicação em controle de sistemas em tempo discreto. 2012. 89 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica e Informática Industrial) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2012.
url http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/473
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Curitiba
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial
publisher.none.fl_str_mv Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Curitiba
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
instacron:UTFPR
instname_str Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
instacron_str UTFPR
institution UTFPR
reponame_str Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
collection Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
repository.mail.fl_str_mv riut@utfpr.edu.br || sibi@utfpr.edu.br
_version_ 1850498061177978880