| Titre : | FPGA design methodology for industrial control systems—A review (2007) |
| Titre original : | Méthodologie de conception de FPGA pour la revue industrielle de systèmes-A de commande |
| Auteurs : | Monmasson, Eric, Auteur ; Cirstea, Marcian N., Auteur |
| Type de document : | Article : texte imprimé |
| Dans : | IEEE transactions on industrial electronics (Vol. 54 N°4, Août 2007) |
| Article en page(s) : | 1824-1842 p. |
| Note générale : | Electronique |
| Langues : | Anglais |
| Index. décimale : | 621 (Ingénierie mécanique en général. Technologie nucléaire. Ingénierie électrique. Machinerie) |
| Tags : | Design methodology Field-programmable gate array (FPGAs) Industrial control systems Programmable architectures System-on-a-chip (SoC) (Vhsic) hardware description language (VHDL) Méthodologie de conception Rangée porte programmable champ Systèmes commande industriels Architectures programmables Système-sur-un-morceau Langage matériel (de Vhsic) |
| Résumé : |
This paper reviews the state of the art of field-programmable gate array (FPGA) design methodologies with a focus on industrial control system applications. This paper starts with an overview of FPGA technology development, followed by a presentation of design methodologies, development tools and relevant CAD environments, including the use of portable hardware description languages and system level programming/design tools. They enable a holistic functional approach with the major advantage of setting up a unique modeling and evaluation environment for complete industrial electronics systems. Three main design rules are then presented. These are algorithm refinement, modularity, and systematic search for the best compromise between the control performance and the architectural constraints. An overview of contributions and limits of FPGAs is also given, followed by a short survey of FPGA-based intelligent controllers for modern industrial systems. Finally, two complete and timely case studies are presented to illustrate the benefits of an FPGA implementation when using the proposed system modeling and design methodology. These consist of the direct torque control for induction motor drives and the control of a diesel-driven synchronous stand-alone generator with the help of fuzzy logic.
Cet article passe en revue la situation actuelle des méthodologies de conception champ programmable de la rangée de porte (FPGA) avec un foyer sur des applications industrielles de système de commande. Cet article commence par une vue d'ensemble du développement de technologie de FPGA, suivie d'une présentation des méthodologies de conception, des outils de développement et des environnements appropriés de DAO, y compris l'utilisation des outils portatifs de programmation/conception de langages de description de matériel et de niveau de système. Ils permettent une approche fonctionnelle holistique avec l'avantage principal d'installer un environnement unique de modeler et d'évaluation pour les systèmes complets de l'électronique industrielle. Trois règles principales de conception sont alors présentées. Ce sont amélioration d'algorithme, modularité, et recherche systématique du meilleur compromis entre l'exécution de commande et les contraintes architecturales. Une vue d'ensemble des contributions et des limites de FPGAs est également donnée, suivi d'un aperçu court des contrôleurs intelligents FPGA-basés pour les systèmes industriels modernes. En conclusion, deux complets et études de cas opportunes sont présentés pour illustrer les avantages d'une exécution de FPGA en utilisant la méthodologie proposée de modeler et de conception du système. Ceux-ci comprennent la commande directe de couple pour des commandes de moteur à induction et la commande d'un générateur autonome synchrone à moteur diesel avec l'aide de la logique floue. |
| DEWEY : | 621 |
| ISSN : | 0278-0046 |
| RAMEAU : | Électronique industrielle |
| En ligne : | eric.monmasson@u-cergy.fr |
