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Desarrollo de firmware para el procesado de tramas Ethernet obtenidas a través de un interfaz GbE

Instituto de Instrumentación para Imagen Molecular

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El diseño y la implementación de sistemas electrónicos para la adquisición y procesado de datos en aplicaciones de alta velocidad presenta desafíos significativos. Estos incluyen la necesidad de manejar grandes volúmenes de datos en tiempo real, garantizar la fiabilidad y precisión del procesamiento, y adaptarse a diferentes aplicaciones y entornos. Las soluciones tradicionales a menudo carecen de la flexibilidad y la velocidad necesarias, lo que puede limitar su efectividad y aplicabilidad en diversos contextos industriales y de investigación.

Tradicionalmente, los sistemas electrónicos de adquisición y procesado de datos han dependido de hardware específico y estático, lo que puede resultar en soluciones costosas y difíciles de adaptar a nuevas necesidades o aplicaciones. El uso de microcontroladores y DSPs (Procesadores de Señal Digital) ha sido común, pero estas tecnologías a menudo no ofrecen la velocidad y flexibilidad requeridas para aplicaciones de alta velocidad. Además, la implementación de estas soluciones puede ser laboriosa y requerir tiempos de desarrollo prolongados debido a su naturaleza no reconfigurable.

El Instituto I3M de la UPV aborda estos desafíos mediante el desarrollo de sistemas y arquitecturas reconfigurables utilizando buses de alta velocidad, como Gigabit Ethernet, y dispositivos avanzados de lógica programable, como FPGAs. Empleando lenguajes de alto nivel como VHDL y Verilog, los investigadores diseñan soluciones a medida que ofrecen muy alta velocidad y prestaciones. La versatilidad de estas soluciones permite que se adapten fácilmente a una amplia variedad de aplicaciones, proporcionando una combinación de flexibilidad y rendimiento que supera las limitaciones de las soluciones tradicionales. Esto no solo mejora la eficiencia y efectividad del procesamiento de datos en tiempo real, sino que también reduce los costes y el tiempo de desarrollo, ofreciendo una solución robusta y adaptable para diversas necesidades industriales y de investigación.
Responsable científico

Esteve Bosch Raul

Participantes

Aliaga Varea Ramón José, Monzó Ferrer José María, Toledo Alarcón José Francisco, Esteve Bosch Raul

Aplicaciones

  • Aplicaciones que requieran transmisión de datos estándar y de alta velocidad.

Ventajas técnicas

  • Sistemas reconfigurables y de alta velocidad

Beneficios que aporta

  • Las soluciones implementadas se encuentran dentro del estado del arte de la tecnología, por lo que se trata de soluciones a medida, de muy alta velocidad y prestaciones, añadiendo además una componente de versatibilidad, que hacen que puedan adaptarse fácilmente a un gran número de aplicaciones.

Experiencia relevante

  • Por otro lado, en el campo de la física nuclear, en la actualidad existe una colaboración para el desarrollo de la electrónica de lectura y adquisición de datos del proyecto NEXT, que es un experimento de física de neutrinos. Este proyecto se realiza en el Laboratorio Subterráneo de Canfranc y está financiado en parte por el programa Consolider-Ingenio 2008. Además participan varias instituciones españolas y del extranjero, como son el IFIC-Valencia, Universidad Politécnica de Valencia, IFAE-Barcelona, CIEMAT-Madrid, Universidad de Zaragoza, Universidad de Coimbra, Lawrence Berkeley National Laboratory,Texas A&M University, EEUU. Dentro de este proyecto, se ha desarrollado un sistema de adquisición de datos que emplean Gigabit Ethernet como bus de comunicaciones. Además, algunos participantes de esta línea están integrados dentro de la Colaboración RD51, que permite facilitar el desarrollo de tecnología y sistemas de lectura para experimentos de física de altas energías.