Geri Dön

FPGA tabanlı uzaktan programlanabilir ve gözlemlenebilir devre kartı tasarımı ve uygulaması

FPGA based remote programmable and monitorable circuit board design and application

PDF İndir

  1. Tez No: 936465
  2. Yazar: BUĞRA DAĞCI
  3. Danışmanlar: PROF. DR. İSMAİL KOYUNCU
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2025
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Afyon Kocatepe Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 187

Özet

FPGA (Field Programmable Gate Array - Alanda Programlanabilir Kapı Dizileri) çipleri, yüksek performans, paralel işleme kabiliyeti ve düşük güç tüketimi gibi avantajlar sunmaktadır. Bu özellikleriyle savunma sanayi, yapay zekâ, tıp elektroniği ve haberleşme gibi alanlarda sıkça tercih edilmektedir. Ancak genellikle yüksek maliyetli ve özel gereksinimlere uymayan yurt dışı donanımlarına bağımlılık söz konusu olmaktadır. Yerli ve özelleştirilebilir FPGA kartlarının geliştirilmesi, bu nedenle hem esneklik hem de maliyet avantajı sağlamada kritik bir ihtiyaç haline gelmektedir. Sunulan tez çalışmasında, uzaktan programlanabilir ve gözlemlenebilir bir FPGA geliştirme kartı tasarlanmıştır. Tasarımda Xilinx XC3S50AN FPGA çipi ve ESP32 mikrodenetleyici kullanılmıştır. ESP32, FPGA çipini; reset, trigger ve 4 bit veri sinyalleri ile kontrol etmektedir. Web arayüzü, HTML (HyperText Markup Language - Hipermetin İşaretleme Dili) ve JavaScript kullanılarak oluşturulmuştur. Kullanıcı canlı yayın paneli üzerinden devreyi izleyebilmektedir. Aynı zamanda kod panelinden oluşturulan çalışmaları indirebilmekte veya e-posta gönderebilmektedir. Gönderilen e-posta içeriğine tasarlanan UCF (User Constraints File - Kullanıcı Kısıt Dosyası) içeriği de yerleştirilmektedir. Ayrıca Google Drive üzerinden bit uzantılı dosyalar yüklenebilmektedir. Python kodu, bu dosyaları algılayarak JTAG (Joint Test Action Group - Ortak Test Eylem Grubu) üzerinden FPGA çipine yüklemekte ve programlama süreci ortalama 7.579 s'de tamamlanmaktadır. iv Bu tez çalışmasında, LED (Light Emitting Diode - Işık Yayan Diyot) yakma, yarım toplayıcı, tam toplayıcı, mod4 sayıcı, 7 parçalı gösterge ile aşağı-yukarı sayıcı ve bit kaydırıcı gibi uygulamalar başarıyla test edilmiştir. Sistem, Yönetici, Laboratuvar ve Kullanıcı yetkilendirme tipleriyle güvenli bir kullanım sunmaktadır. Sunulan bu çalışma ile, yüksek maliyetli ithal FPGA geliştirme kartlarına alternatif olarak geliştirilen yerli FPGA geliştirme kartı ile programlanabilir ve uygulamaya göre tasarım çıkışları gözlemlenebilir bir FPGA tabanlı uzaktan kontrollü laboratuvar uygulaması başarılı bir şekilde gerçekleştirilmiştir.

Özet (Çeviri)

FPGA (Field Programmable Gate Array) chips offer advantages such as high performance, parallel processing capability, and low power consumption. Due to these features, they are widely used in fields such as defense, artificial intelligence, medical electronics, and communications. However, dependence on high-cost foreign hardware that does not always meet specific requirements remains a challenge. The development of domestic and customizable FPGA boards has thus become a critical necessity to provide both flexibility and cost efficiency. In this thesis study, a remotely programmable and observable FPGA development board has been designed. The design incorporates the Xilinx XC3S50AN FPGA chip and the ESP32 microcontroller. The ESP32 controls the FPGA chip through reset, trigger, and 4-bit data signals. The web interface has been developed using HTML (HyperText Markup Language) and JavaScript. Users can monitor the circuit via a live streaming panel. Additionally, they can download compiled projects from the code panel or send them via email, with the designed UCF (User Constraints File) content included in the email. Furthermore, bit files can be uploaded through Google Drive, and a Python script detects these files and programs the FPGA chip via JTAG (Joint Test Action Group), completing the programming process in an average of 7.579 seconds. vi In this study, various applications such as LED (Light Emitting Diode) control, half adder, full adder, mod-4 counter, up-down counter with a 7-segment display, and bit shifter have been successfully tested. The system ensures secure usage with different authorization levels for Administrator, Laboratory, and User access. This study successfully implements an FPGA-based remotely controlled laboratory application, providing a viable alternative to high-cost imported FPGA development boards. The developed domestic FPGA development board enables programmability and real-time observation of design outputs, contributing to more flexible and cost-effective FPGA applications.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    287230

    FPGA tabanlı uzaktan erişilebilir sayısal sistem laboratuar prototipi tasarımı

    FPGA based remote accessible digital system laboratory prototype design

    MUHAMMET SERDAR BAŞÇIL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2011

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSakarya Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. İRFAN YAZICI

  2. Tez No

    799849

    Design of FPGA based PLC and its use in remotely controlled induction motor drive

    FPGA tabanlı PLC tasarımı ve kullanımı uzaktan kumandalı indüksiyon motor sürmek

    ABDULLAH ABDUL GHAFOOR SALEH SALEH

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAltınbaş Üniversitesi

    Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. SEFER KURNAZ

  3. Tez No

    335581

    Fast, secure, and remote multiboot of FPGAs

    FPGA'lerin hızlı, güvenli ve uzaktan çoklu yüklenmesi

    ABDULLAH YILDIZ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2012

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolÖzyeğin Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. SEZER GÖREN UĞURDAĞ

    YRD. DOÇ. DR. HASAN FATİH UĞURDAĞ

  4. Tez No

    630480

    Bilgisayar destekli fpga tabanlı sayısal sistemler deney seti tasarımı

    Computer supported fpga based digital systems experiment set design

    CEM DENİZ KUMRAL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolSüleyman Demirel Üniversitesi

    Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ MEVLÜT ERSOY

  5. Tez No

    405946

    İnternet tabanlı güç kalitesi izleme sisteminin donanımsal ve yazılımsal olarak gerçekleştirilmesi

    Realization of an internet-based power quality monitoring system in terms of hardware and software

    ÖZAL YILDIRIM

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiFırat Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. YAKUP DEMİR

    DOÇ. DR. HÜSEYİN ERİŞTİ

Geri Dön