Electrónica Digital, FPGAs y HDLs
Hoy en día, la Electrónica Digital es una parte importante de prácticamente cualquier ingeniería. Entre los diferentes contenidos que se aprenden están los relativos a dispositivos de lógica programada.
Uno de los tipos de dispositivos de lógica programada más frecuentes y útiles son los FPGA. Están formados internamente (al menos de forma conceptual) por una rejilla de puertas lógicas. Pueden ser configurados mediante lenguajes de descripción hardware. Son así tremendamente versátiles, y al mismo tiempo extremadamente rápidos.
La enseñanza de lenguajes de descripción hardware, tales como VHDL o Verilog; y la enseñanza general de FPGA, sin embargo, conlleva bastantes retos. Las placas FPGA educativas tienden a tener un coste elevado. Al mismo tiempo, tienden a ser más complejas, y los lenguajes de descripción hardware tienden a ser menos «intuitivos» que los lenguajes de programación estándar.
Comprobando los diseños: proyecto piloto
Sin una placa FPGA educativa, existen pocas opciones para probar o emular realmente el lenguaje. Existen simuladores, pero en general proporcionan una experiencia muy diferente y mucho más limitada que el dispositivo real.
LabsLand, junto con la UPNA (Universidad Pública de Navarra) y UNIFESP (Universidad Federal de São Paulo) está llevando acabo un proyecto piloto para potenciar y facilitar el aprendizaje de estas tecnologías mediante laboratorios remotos.
La tecnología de los laboratorios remotos
Utilizando tecnología desarrollada por LabsLand, la UPNA y UNIFESP han desplegado un conjunto de placas FPGA educativas remotizadas en sus respectivas instalaciones.
Los estudiantes de UPNA y UNIFESP entran a través de la plataforma web de LabsLand a un IDE online de VHDL o Verilog. En ese entorno, pueden diseñar un sistema de lógica programable. Trabajan tal y como lo harían con un entorno «offline» tradicional. Pero una vez diseñado, pueden además sintetizar esa lógica, y enviarla a ser probada a una FPGA real.
El sistema de LabsLand automáticamente dirigirá al estudiante a una de las FPGA de la red. El estudiante podrá ver la placa programada con su lógica, a través de una webcam en tiempo real. Podrá incluso interactuar con la placa, pulsando switches y botones virtuales.
Grandes ventajas para los estudiantes
De este modo, los estudiantes no sólo pueden acceder a FPGAs de forma mucho más sencilla (a través de una web, sin tener que desplegar cables ni moverse a laboratorios). Pueden hacerlo desde el aula normal, o desde sus casas. Y necesitan un número mucho más reducido de placas, porque se comparten entre todas las universidades que participan en la red. Un estudiante de UPNA accede indistintamente a una placa de UPNA o a una placa de UNIFESP.
El primer piloto del sistema está ya en marcha y se está llevando acabo con 80 estudiantes de la UPNA, y el curso que viene tendrá muchos más.
El proyecto piloto también ha aparecido en medios de comunicación como EuropaPress, Noticias de Navarra, o La Vanguardia.
