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El objetivo del trabajo es contribuir a la actualización y mejora de las prácticas de esta asignatura. El uso de microprocesadores y/o microcontroladores embebidos en dispositivos programables, junto con la lógica específica de la aplicación, es una estrategia habitual en un gran número de aplicaciones. Estos sistemas en un chip (SoC, System on a Chip) permiten integrar la flexibilidad y la facilidad de uso de un procesador con las grandes prestaciones obtenidas al implementar un algoritmo con lógica específica. El número de arquitecturas de microcontroladores y microprocesadores disponibles para dispositivos programables, en forma de macros tanto soft como hard, es numeroso. En aplicaciones con grandes requisitos de cómputo pueden utilizarse FPGAs que soportan cores de procesadores como PowerPCTM, MicroBlazeTM, ARMTM o RISC-V entre otros. Sin embargo, en aplicaciones menos exigentes es posible recurrir a pequeños microcontroladores que, a pesar de sus limitadas prestaciones, proporcionan varias ventajas. Entre ellas se encuentran, principalmente, el reducido consumo de área en la FPGA, la simplicidad y facilidad de uso, y el aprovechamiento de la experiencia del diseñador, ya que con frecuencia suelen soportar juegos de instrucciones compatibles con otros microcontroladores ampliamente utilizados en la industria. Algunos cores de microcontroladores PIC, 8051, Z80, o 6502, entre otros, están disponibles tanto en versiones comerciales como gratuitas. Entre los procesadores más modestos, una de las arquitecturas más interesantes es el microcontrolador PicoBlazeTM, desarrollado por la compañía Xilinx Inc. para su óptima implementación en diferentes tipos de FPGAs. Este Trabajo Fin de Estudios pretende desarrollar una versión a 32-bits del microcontrolador PicoBlaze, a partir de una versión para CPLD de 8-bits, adaptado a la plataforma Zedboard. También se creará el entono de desarrollo que permita utilizar cómodamente la versión del procesador a 32-bits: ensamblar código, generar ficheros de programa en formato vhdl e implementar el sistema sobre una Zedboard Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Telecomunicación Universidad Politécnica de Cartagena

En los últimos años se ha tendido a incorporar en un único chip las distintas partes que componen un computador u otros sistemas electrónicos, formando los denominados System-on-Chip (SoC), los cuales forman parte de casi la totalidad de los sistemas embebidos actuales. EstosSoCcontienenunmicroprocesadorjuntoaunaseriedeperiféricosentre los que pueden encontrarse aceleradores gráficos, decodificadores de audio y vídeo, controladores de memoria e interfaces externas como Ethernet, USB, entre muchos otros. Estos periféricos son capaces de realizar tareas que anteriormente quedaban delegadas a otros componentes externos o que, en su defecto, eran realizadas por el procesadormediantesoftware.ConlosSoCseconsiguemejorarlasprestaciones,reducir la carga del procesador que ahora queda libre para otras tareas, reducir el consumo energético (algo imprescindible en los dispositivos móviles) y reducir el tamaño y coste de los dispositivos. Más recientemente, empresas como Xilinx y Altera han lanzando al mercado SoCs que incluyen dispositivos lógicos programables (FPGAs). A diferencia del resto de periféricos del SoC que están diseñados para realizar una función concreta, las FPGAs se pueden reconfigurar cambiando su hardware, lo que abre un nuevo abanico de posibilidades. En este TFG se abordarán las distintas etapas implicadas en el desarrollo de sistemas basados en este último tipo de dispositivos, desde la implementación de una arquitectura multiprocesador en la FPGA, hasta el desarrollo de un módulo del kernel Linux que permita a una aplicación acceder al hardware implementado en la FPGA Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial Universidad Politécnica de Cartagena

Este es el documento de memoria para el proyecto final de carrera de Ingeniería Técnica Superior de Telecomunicaciones. En este proyecto vamos a tratar de resaltar, mezclar y hacer uso de diferentes tecnologías para conseguir agrupar diferentes dispositivos bajo un mismo clúster[1] (Una agrupación de ordenadores que funcionan como un único sistema). Dichas tecnologías usadas comprenderán un rango bastante extenso y heterogéneo tales como virtualización de sistemas operativos o microprocesadores reconfigurables. Básicamente, trataremos de configurar una FPGA[3] marca Xilinx y modelo Virtex-5 ML507[2] para que soporte un microprocesador LEON 3[4]. Luego sobre dicho sistema, instalaremos el kernel de Linux[5] para, a continuación, lograr que siempre arranque sobre una distribución de dicho kernel (Buildroot[6] para ser más concretos). A partir de ahí, instalaríamos una variante de OpenMPI[7] sobre dicho sistema operativo. Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Telecomunicación Universidad Politécnica de Cartagena