FPGA POLARIS
La Polaris FPGA es una placa de desarrollo basada en la Microchip SmartFusion2 M2S005, que integra lógica programable FPGA junto con un microcontrolador ARM Cortex-M3 en una sola plataforma.
Está diseñada para el aprendizaje de sistemas embebidos mixtos, combinando diseño digital en FPGA, programación en C, periféricos, comunicación serial, sensores e interfaces de expansión.
Es ideal para aplicaciones educativas, industriales e IoT, permitiendo desarrollar proyectos con Libero SoC, SoftConsole, VHDL, Verilog y sistemas basados en ARM Cortex-M3.
Características principales
- FPGA Microchip SmartFusion2 M2S005
- Microcontrolador ARM Cortex-M3 integrado
- 6,060 LUTs y 6,060 Flip-Flops
- 64 KB eSRAM y 128 KB eNVM
- Programador FlashPro5 integrado
- 3 interfaces UART mediante USB
- Reloj principal de 50 MHz
- 10 LEDs + 10 switches de usuario
- Acelerómetro ADXL345 por SPI
- ADC ADS1115 de 16 bits por I2C
- Conector para tarjeta SD mediante SDIO
- Conectores GPIO H0/H1 de expansión
- Compatible con Libero SoC y SoftConsole
Proyectos con Polaris
Aplicación ADXL345 + UART + MATLAB
La FPGA Polaris SmartFusion2 realiza la lectura del acelerómetro ADXL345 mediante un diseño desarrollado en VHDL puro, capturando los datos de aceleración en los ejes X, Y y Z.
Los datos son enviados por UART a través del puerto USB Tipo-C, permitiendo la comunicación directa con una computadora sin usar conversores externos.
Finalmente, la información es recibida y visualizada en MATLAB, donde se puede graficar el movimiento del acelerómetro en tiempo real.
✅ Acelerómetro ADXL345
✅ Diseño 100% en VHDL
✅ Comunicación UART por USB Tipo-C
✅ Visualización de datos en MATLAB
✅ Aplicación para sensores, monitoreo y sistemas embebidos
Aplicación Triple UART en Paralelo
La FPGA Polaris SmartFusion2 implementa un sistema de triple UART en paralelo desarrollado completamente en VHDL puro, permitiendo transmitir y recibir datos por tres canales seriales independientes al mismo tiempo.
Cada bloque UART trabaja de forma separada, demostrando la capacidad de la FPGA para ejecutar múltiples procesos en paralelo, a diferencia de un microcontrolador tradicional.
✅ 3 UART funcionando en paralelo
✅ Diseño modular por bloques
✅ Implementado 100% en VHDL
✅ Comunicación serial simultánea
✅ Ideal para sensores, monitoreo y depuración de sistemas embebidos
Aplicación SD Card FAT32 con ARM Cortex-M3
La FPGA Polaris SmartFusion2 implementa una aplicación de lectura y escritura en una tarjeta SD con sistema de archivos FAT32, utilizando el microcontrolador integrado ARM Cortex-M3.
El proyecto fue desarrollado mediante el MSS en Libero SoC, configurando los periféricos necesarios para el manejo de la tarjeta SD, y la programación se realizó en C usando SoftConsole.
Esta aplicación permite almacenar datos, crear archivos y registrar información en memoria externa, siendo ideal para sistemas embebidos, dataloggers, sensores e IoT.
✅ ARM Cortex-M3 integrado
✅ Uso de MSS en Libero SoC
✅ Programación en C con SoftConsole
✅ Lectura/escritura en SD Card
✅ Sistema de archivos FAT32
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¿Por qué nació FPGA Polaris?
La FPGA Polaris fue desarrollada por el ingeniero David Alexis Castillo Vilcatoma ante la necesidad de contar con plataformas de entrenamiento accesibles basadas en la tecnología SmartFusion2 de Microchip.
En muchos casos, las tarjetas de desarrollo con SmartFusion2 suelen tener costos elevados o acceso limitado en Latinoamérica, dificultando el aprendizaje y desarrollo de proyectos académicos y de investigación.
Además, los dispositivos SmartFusion2 han sido utilizados en aplicaciones aeroespaciales, sistemas embebidos confiables y prototipado de plataformas tipo CubeSat, lo que motivó la creación de una alternativa educativa más accesible.
El desarrollo de Polaris también fue inspirado por el trabajo realizado por el equipo del satélite Chasqui II de la Universidad Nacional de Ingeniería, impulsando la formación de nuevos estudiantes e investigadores en tecnologías aeroespaciales y hardware reconfigurable.
¿Para qué fue creada?
- Aprender FPGA + ARM Cortex-M3 en una sola plataforma
- Desarrollar sistemas embebidos avanzados
- Practicar con Libero SoC y SoftConsole
- Prototipado para aplicaciones aeroespaciales
- Desarrollo de proyectos IoT e industriales
- Formación de estudiantes e investigadores en Latinoamérica
Importancia de Polaris
Polaris democratiza el acceso a tecnologías avanzadas de Microchip, permitiendo que más estudiantes puedan experimentar con plataformas similares a las utilizadas en proyectos reales de alta confiabilidad, investigación satelital y sistemas embebidos críticos.