présentation - 4x4tuner - Véhicule automatisé utilisant une

Report
Projet I4
Majeure AISE
G. Barbier L. De Barry G. Marpeaux
1
Plan
Présentation
 Gestion des déplacements
 Microprocesseur embarqué
 Modules évolutifs
 Organisation du projet
 Conclusion

Majeure AISE
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2
Présentation

Le véhicule :
 Base roulante
 Ancien projet

Les objectifs
 Carte FPGA Xilinx XC3S500E
 Déplacements guidés
 Déplacements autonomes
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3
Présentation

Schéma général
Module
XBee
Port série DCE
Port série DTE
Switchs
composant
Boussole
data
Module
VHDL
Boussole
Microblaze
Boutons poussoirs
capteur
Ultrason
data
capteur
Ultrason
data
Module
VHDL
servomoteur
data
Module
VHDL
PWM moteur
data
Servomoteur
Carte PWM
analogique
Boutons poussoirs
Module
VHDL
Ultrasons
clk
rst
Carte FPGA
Majeure AISE
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Gestion des déplacements

Moteurs courant continu
 Principe
○ 2 pattes : commande et masse
○ Inversion des pattes = inversion du
sens de rotation
 Commande PWM
○ Valeur moyenne entre 0V et 12V
Vmoy = 2V
vitesse de rotation lente
Vmoy = 6V
vitesse de rotation ½ vitesse max
Vmoy = 10V vitesse de rotation rapide
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5
Gestion des déplacements

Cartes PWM moteur
 Pilote 2 moteurs
 Cartes redessinées
 Composant : L6205N

Carte alternative
 Pont en H
 Comportement
identique au L6205N
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Gestions des déplacements

Module VHDL : Top_PWM
 architecture
1
1
1
1
Vitesse 1
Vitesse 2
Vitesse 3
Vitesse 4
DIR 1
DIR 2
DIR 3
DIR 4
5
5
1
5
1
5
PWM
1
1
PWM 1
PWM 2
PWM 3
PWM 4
Diviseur d’horloge
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Microprocesseur embarqué

Principe :
 Implémenter un microprocesseur (softcore) dans un
FPGA
 Description en langage de haut niveau (VHDL,
Verilog)
 Pour le spartan 3e :
○ 32 bit
○ Bus d’instruction interne (ILMB)
○ Bus de donnée interne (DLMB)
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Microprocesseur embarqué
 Suite logicielle EDK (Embedded
Development Kit)
○ XPS : Xilinx Platform Studio
○ SDK : Software Development Kit
Conception
EDK
Implémentation Majeure AISE
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Microprocesseur embarqué

Création du microprocesseur
 BSB : Base System Builder
○ Softcore
○ Bus de données et instructions internes
○ PLB : processor Local Bus
○ XGpio pour les diodes, Push buttons, switch de la
plaquette
 Deux fichiers important de description
○ MHS : Microprocessor Hardware Specification
○ MSS : Microprocessor Software Specification
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Microprocesseur embarqué

Ajout de composant / IP
 exemple Xgpio (General Purpose Input/Output)
○ Périphérique 1 à 32 bits
○ Simple ou double port
○ Bidirectionnel
 Attribution d’une plage mémoire
 Génération de la netlist
○ Construction du microprocesseur (description HDL)
○ Synthèse XST
 Génération des librairies
○ Xparameters.h
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Microprocesseur embarqué

Programmation
 SDK avec l’environnement Eclipse
○ Compilateur
○ Création du fichier ELF
 Utilisation de l’API Xilinx
○ Structure
○ Fonctions (initialisation, direction)
Majeure AISE
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Modules évolutifs

Boussole
 2 modes possibles :
○ PWM
○ I2C
 Fonctionnement
○ 2 capteurs champs magnétique
Philips KMZ51 (unidirectionnel)
○ Traitement des sorties des capteurs par le PIC
○ Calibration par rapport au points cardinaux
 Utilisation
○ Orienter dans une direction (asservissement rotation)
Majeure AISE
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Modules évolutifs
 Architecture VHDL
enable
P0
PWM
1
Fin
Partie
Opérative
12
Angle
P1
Diviseur d’horloge
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Modules évolutifs

Capteurs ultrasons
 2 capteurs MaxSonar-EZ1
 3 modes possibles :
○ Série (0 à 255 en ASCII)
○ Analogique (0 à 2,55V 10mV par pas)
○ PWM
 Utilisations
○ Détection d’obstacle (asservissement vitesse pour
arrêt)
○ Détection des environs (remplissage plan
mémoire)
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Modules évolutifs
 Architecture VHDL
1
OK
P0
enable
PWM
1
P1
Fin
Partie
Opérative
8
distance
Diviseur d’horloge
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Modules évolutifs

Servomoteur
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