Projeto de um sistema localizador de objetos usando dispositivos de lógica programável.

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2000
Autor(a) principal: Cerezo Vasquez, Gustavo Adolfo
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-07112024-142652/
Resumo: Aplicações não tradicionais do sistema busca pessoas, concebidas no passado, estão sendo integradas rapidamente hoje no mercado. O objetivo geral deste trabalho é o estudo e o desenvolvimento de novas aplicações para este sistema; o objetivo específico é o projeto e prototipagem de um dispositivo localizador de objetos a ser usado em ambientes grandes (portos, pátios como exemplos). Nas duas décadas anteriores, a combinação de um microprocessador e um decodificador de uso específico tem servido como solução para a implementação das funções de decodificação e processamento digital dentro de um dispositivo busca pessoas. Para uma aplicação como a proposta, esta solução é válida, mas resulta cara, dado que envolve o uso de microprocessador de propósito geral e não de um circuito específico adaptado às necessidades próprias do problema. Portanto, um novo dispositivo é proposto. Neste dispositivo foram implementadas funções de decodificação modificadas além das funções de processamento da informação (geração de alerta). As funções alteradas foram visadas de forma tal que permitissem diminuir a lógica envolvida. Como resultado, um único tipo de mensagem é permitido (alfanumérica POCSAG); os sinais degeração de alerta foram restritos; o comprimento da mensagem limitado e, portanto os recursos necessários são muitos menores que num dispositivo tradicional (ex. RAM). O uso de FPGAs como dispositivo para a prototipagem e o VHDL como linguagemde descrição de circuitos permitiu descrever e implementar diferentes arquiteturas com o fim de encontrar a melhor solução em termos de consumo de potência, área usada e latência do sistema. O protótipo foi implementado num dispositivo Xilinx Spartan XS30XL; utiliza aproximadamente 90% dos recursos internos do FPGA, 8 pinos como entradas e 24 como saídas; opera com uma freqüência interna de 76,8kHz e dissipa nesta freqüência aproximadamente 60mW. O protótipo é usado dentro de um ) sistema de localização de objetos que envia sinais de RF com modulação FSK na faixa de 450MHz com desvio de \'mais ou menos\'4.5 kHz.
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Para uma aplicação como a proposta, esta solução é válida, mas resulta cara, dado que envolve o uso de microprocessador de propósito geral e não de um circuito específico adaptado às necessidades próprias do problema. Portanto, um novo dispositivo é proposto. Neste dispositivo foram implementadas funções de decodificação modificadas além das funções de processamento da informação (geração de alerta). As funções alteradas foram visadas de forma tal que permitissem diminuir a lógica envolvida. Como resultado, um único tipo de mensagem é permitido (alfanumérica POCSAG); os sinais degeração de alerta foram restritos; o comprimento da mensagem limitado e, portanto os recursos necessários são muitos menores que num dispositivo tradicional (ex. RAM). O uso de FPGAs como dispositivo para a prototipagem e o VHDL como linguagemde descrição de circuitos permitiu descrever e implementar diferentes arquiteturas com o fim de encontrar a melhor solução em termos de consumo de potência, área usada e latência do sistema. O protótipo foi implementado num dispositivo Xilinx Spartan XS30XL; utiliza aproximadamente 90% dos recursos internos do FPGA, 8 pinos como entradas e 24 como saídas; opera com uma freqüência interna de 76,8kHz e dissipa nesta freqüência aproximadamente 60mW. O protótipo é usado dentro de um ) sistema de localização de objetos que envia sinais de RF com modulação FSK na faixa de 450MHz com desvio de \'mais ou menos\'4.5 kHz.Non-traditional paging applications, only concepts on the past, are rapidly integrated into the marketplace. The goal of this research is the study and the development of new paging system applications and specifically, the design and prototyping of a pager-like device for finding objects in a large environment. For the past two decades a general-purpose microprocessor/decoder combination has provided hardware solutions for paging signal processing. For an application as the proposed one, this solution is valid but expensive, since it uses a general-purpose microprocessor and not a specific application circuit. Therefore, a new decoder/processor device is proposed. In this decoder, modified decoding functions in addition to the functions of information processing (alert generation) are implemented. The modified decoding functions were intended to save logic usage for implementing a fully protocol decoder. As a result, only one message type (alphanumeric POCSAG) was adopted; the alert generation signals have been restricted; the message length have been limited and so the required resources are less than in an ordinary application (RAM size, for example). The use of FPGAs, hardware description languages and computer aided design (CAD) tools have enabled to describe and analyse several architectures for the prototype device, in order to find the best solution in terms of power dissipation, used area and system latency. The prototype was implemented onto a Xilinx Spartan XS30XL device; 90% FPGA device resources have been required, eight pins have been used as inputs and 24 as outputs; the internal operation frequency was chosen as 76,8kHz, with this frequency the prototype power dissipationis about 60mW. The implemented prototype and a FSK demodulator compose the core of a device used in a system intended for finding objects via RF signals. The system sends FSK modulated RF signals operating at 450 MHz base frequency with \'+ or -\'4.5kHz deviation (offset).Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPNoije, Wilhelmus Adrianus Maria VanCerezo Vasquez, Gustavo Adolfo 2000-08-28info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-07112024-142652/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2024-11-07T16:31:02Zoai:teses.usp.br:tde-07112024-142652Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212024-11-07T16:31:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
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