Configuración HW y SW de la tarjeta ZyboZ7 para implementar sistemas de tiempo real distribuidos mediante bus CAN

Resumen

El proyecto presenta una configuración hardware-software que puede servir como modelo para el desarrollo de futuros proyectos con el objetivo de mitigar el coste y esfuerzo inicial. El modelo se corresponde con una arquitectura de sistema de tiempo real distribuido en varios nodos comunicados por un bus asíncrono.

El sistema desarrollado se basa en dos nodos, uno de prestaciones medias-altas compuesto por un SoC (System-on-a-Chip) de la familia Zynq7000 de AMD, y en el otro nodo un microprocesador de prestaciones más bajas de la familia STM32F407 y que se comunican a través del bus de tiempo real CAN.

En cada nodo se configuran diferentes periféricos (teclados, sensores, LED, etc.) que facilitan la implementación de diferentes escenarios de uso. Ambas arquitecturas son cargadas con una aplicación basada en el sistema operativo de tiempo real FreeRTOS, cuyo uso está muy extendido actualmente en este tipo de sistemas. Además, se define en detalle toda la arquitectura hardware y software para poder replicarse, ampliarse y ser incorporada en los proyectos posteriores que deseen seguir este modelo.

Finalmente se desarrolla un caso de estudio que demuestra tanto la configuración como la programación del sistema.

ABSTRACT:

The project presents a hardware-software configuration that can serve as a model for the development of future projects with the aim of mitigating initial cost and effort. The model corresponds to a distributed real-time system architecture across multiple nodes communicated via an asynchronous bus.

The developed system is based on two nodes: one with medium-high performance composed of an AMD Zynq7000 family System-on-a-Chip (SoC), and the other node with lower performance featuring an STM32F407 microprocessor. These nodes communicate via the real-time CAN bus.

Different peripherals (keyboards, sensors, LED, etc.) are configured on each node, facilitating the implementation of various usage scenarios. Both architectures are loaded with an application based on the real-time operating system FreeRTOS, which is widely used in this type of system.

Additionally, the entire hardware and software architecture is defined in detail to allow for replication, expansion, and incorporation into subsequent projects that wish to follow this model. Finally, a case study is developed that demonstrates both the configuration and programming of the system.