Proyecto piloto de laboratorios FPGA para Electrónica Digital con UPNA (Pamplona) y UNIFESP (São Paulo)

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.

Placas FPGA desplegadas verticalmente en un panel en UPNA.
Uno de los paneles desplegados en la UPNA. Pueden observarse varias placas FPGA educativas, cada una apuntada por una webcam.

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.

Cándido Aramburu, encargado del proyecto en UPNA, impartiendo una clase de Sistemas Digitales, con los estudiantes utilizando la nueva tecnología desde el aula.

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.

Luis

Luis Rodríguez Gil es CTO de LabsLand y uno de sus cofundadores. Lleva más de 8 años en el ámbito de la investigación en laboratorios remotos. Ahora trabaja, desde LabsLand, para conseguir que esta tecnología tan novedosa alcance todo su potencial para la educación.

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