Für den Roboter ASURO (Another Small and Unique Roboter from Oberpfaffenhofen) des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) gilt es eine FPGA-basierte Schaltung zu entwickeln, um diesen über eine RS-232-Schnittstelle per Infrarot (IR) oder einer anderen vergleichbaren seriellen asynchronen Übertragung, wie zum Beispiel Bluetooth, fernzusteuern.
Dabei sollen das Xilinx XUP Developerboard und der Xilinx Virtex-II Pro XC2VP30 FPGA verwendet werden.
Inhaltsverzeichnis
- I. Inhaltsverzeichnis
- II. Aufgabenstellung
- III. Durchführung
- III.1. Entwicklungswerkzeuge
- III.1.1. Hardware
- III.1.2. Software
- III.2. Vorüberlegungen
- III.2.1. Tastenbelegung
- III.2.2. FPGA-Schematic
- III.3. Modulbeschreibung
- III.3.1. Eingänge
- III.3.2. Ausgänge
- III.3.3. ClkDevide
- III.3.4. Debounce
- III.3.5. FIFO
- III.3.6. miniUART
- III.3.7. StatusAutomat
- III.3.8. Decoder
- III.4. Pin-Belegung
- III.5. Simulation und Praxistest
- III.1. Entwicklungswerkzeuge
- IV. Material & Literatur
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Die vorliegende Arbeit beschreibt die Entwicklung einer FPGA-basierten Schaltung für den Roboter ASURO, die eine serielle, asynchrone Steuerung über eine RS-232-Schnittstelle ermöglicht. Die Steuerung erfolgt per Infrarot oder einer vergleichbaren seriellen Übertragung, wie zum Beispiel Bluetooth. Das Xilinx XUP Developerboard und der Xilinx Virtex-II Pro XC2VP30 FPGA werden für die Realisierung der Schaltung eingesetzt.
- Entwicklung einer FPGA-basierten Schaltung für die Steuerung des ASURO-Roboters
- Implementierung einer seriellen, asynchronen Steuerung über eine RS-232-Schnittstelle
- Einsatz des Xilinx XUP Developerboards und des Xilinx Virtex-II Pro XC2VP30 FPGA
- Steuerung des Roboters per Infrarot oder Bluetooth
- Modularer Aufbau der Schaltung durch verschiedene Module.
Zusammenfassung der Kapitel
Das erste Kapitel befasst sich mit der Aufgabenstellung der Arbeit. Kapitel III beschreibt die Durchführung der Entwicklung, einschließlich der verwendeten Hardware und Software, sowie die Vorüberlegungen zur Tastenbelegung und der FPGA-Schematik. Kapitel III.3 erläutert detailliert die Funktion und den Aufbau verschiedener Module, die in der Schaltung eingesetzt werden, wie z.B. Eingänge, Ausgänge, ClkDevide, Debounce, FIFO, miniUART, StatusAutomat und Decoder. Das vierte Kapitel behandelt die Pin-Belegung des FPGAs und das fünfte Kapitel beschreibt die Simulation und den Praxistest der entwickelten Schaltung. Schließlich werden in Kapitel IV Materialien und Literaturquellen der Arbeit aufgelistet.
Schlüsselwörter
Die wichtigsten Schlüsselwörter dieser Arbeit sind FPGA, ASURO-Roboter, RS-232-Schnittstelle, serielle, asynchrone Übertragung, Infrarot, Bluetooth, Xilinx XUP Developerboard, Virtex-II Pro XC2VP30 FPGA, Modulbeschreibung, Debounce, FIFO, miniUART, StatusAutomat, Decoder, Pin-Belegung, Simulation, Praxistest.
Häufig gestellte Fragen
Wie wird der ASURO-Roboter in diesem Projekt gesteuert?
Der Roboter wird über eine FPGA-basierte Schaltung mittels einer RS-232-Schnittstelle ferngesteuert, wobei die Übertragung per Infrarot oder Bluetooth erfolgt.
Welche Hardware wird für die FPGA-Entwicklung genutzt?
Zum Einsatz kommen das Xilinx XUP Developerboard und der Xilinx Virtex-II Pro XC2VP30 FPGA.
Was ist die Aufgabe des Moduls „Debounce“?
Das Debounce-Modul dient zur Entprellung von Tasten- oder Schaltsignalen, um fehlerhafte Mehrfachauslösungen bei der Steuerung zu verhindern.
Welche Rolle spielt die RS-232-Schnittstelle?
Sie dient als Standard für die serielle Datenübertragung zwischen dem Steuerungsrechner und dem FPGA-Board des Roboters.
Was beinhaltet die Simulation und der Praxistest?
Die Schaltung wird zunächst softwareseitig simuliert, um die Logik zu prüfen, und anschließend hardwareseitig am realen ASURO-Roboter auf ihre Funktionalität getestet.
- Citar trabajo
- Dipl.-Ing. (FH) Eric Liebau (Autor), 2008, Steuerung über FPGA mittels RS-232-Schnittstelle und Optimierung mit MatLab / Simulink, Múnich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/166207
