Acceleration measurement through hardware implementation on FPGAS

Implementación en hardware para la medición de la aceleración usando FPGA

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Paulo César Realpe Muñoz
Jorge Erazo Aux
Javier Humberto Cortés Carvajal
John Erazo Aux
Javier Vargas Occa
Abstract

This paper presents a hardware implementation for the acceleration measurement using the MEMS ADLX355 accelerometer in FPGA (Field Programmable Gate Array). The hardware design is implemented using the hardware description language VHDL. The acceleration data are sent from the ADLX355 sensor to the FPGA using the I2C communication protocol. A UART communication interface is used for the transmission of measurement data from the FPGA to the computer. The design is synthesized on the FPGA 10CL025YU256I7 and verified in hardware using the Intel® Cyclone 10LP development board. The synthesis results show that the acceleration measurement on the Intel® board using one and two ADLX355 sensors is 460 LUTs, 290 registers and 234 MHz, and 852 LUTs, 526 registers and 234 MHz, respectively. The results show that the FPGA-based implementation outperforms the microcontroller-based implementation in execution time. 

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Paulo César Realpe Muñoz, Institución Universitaria Antonio José Camacho

Ingeniero Físico (2004) de la Universidad del Cauca, Popayán-Colombia, Maestría con énfasis en Ingeniería Eléctrica y Electrónica (2009) de la Universidad del Valle, Cali-Colombia, Doctor en Ciencias de la Electrónica (2017) de la Universidad del Cauca. Profesor asociado de la Institución Universitaria Antonio José Camacho. Correo: pcrealpe@admon.uniajc.edu.co 

Jorge Erazo Aux, Institución Universitaria Antonio José Camacho

Ingeniero Electrónico (2004), Magister en Ingeniería con énfasis en Ingeniería Eléctrica y Electrónica (2010) y Doctor en Ingeniería con énfasis en Ingeniería Eléctrica y Electrónica (2021) de la Universidad del Valle, Cali-Colombia. Profesor Asociado de la Facultad de Ingeniería de la Institución Universitaria Antonio Camacho, Cali-Colombia. Correo: jherazo@admon.uniajc.edu.co 

Javier Humberto Cortés Carvajal, Institución Universitaria Antonio José Camacho

Ingeniero en Electrónica y Telecomunicaciones (2002) de la Universidad del Cauca, Popayán-Colombia, Especialista en redes de comunicación (2009) de la Universidad del Valle, Magister en Ingeniería con énfasis en Ingeniería Eléctrica y Electrónica (2013) de la Universidad del Valle, Cali-Colombia. Director del programa de Tecnología en Electrónica en la Institución Universitaria Antonio Camacho. Correo: jcortes@admon.uniajc.edu.co

John Erazo Aux, SSI Soluciones y suministros para ingenierías S.A.S.

Ingeniero Electrónico (2005) de la Universidad del Valle, Cali-Colombia. Magíster en Administración de Negocios con énfasis en Gestión Estratégica (2020) de la Universidad ICESI, Cali-Colombia. Cofundador y director ejecutivo de la empresa SSI Soluciones y suministros para ingenierías S.A.S. Correo: johnerazo@ssi.com.co 

Javier Vargas Occa, SSI Soluciones y suministros para ingenierías S.A.S.

Ingeniero Electrónico (2003) de la Universidad del Valle, Cali-Colombia. Director de proyectos de la empresa SSI Soluciones y suministros para ingenierías S.A.S. Correo: jvargas@ssi.com.co 

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