Um laboratório de plataformas Field-Programmable Gate Array (FPGA), instalado fisicamente na Alemanha, está sendo utilizado pelos alunos do curso de Engenharia de Computação da Universidade Católica de Pelotas (UCPel). As atividades ocorrem de maneira remota, ou seja, com acesso e manipulação através da internet. “É diferente de um laboratório virtual, que simula o comportamento dos equipamentos. A proposta aqui é outra, pois a potência utilizada é a potência real, a imagem gerada também, foi gerada pelo circuito”, explica o professor Cláudio Diniz.

A utilização de um laboratório remoto surgiu como alternativa para os alunos da disciplina de Sistemas Digitais I praticarem a programação de placas de FPGA durante a pandemia do novo coronavírus (Covid-19). O processo ocorre por intermédio do software Quartus, que permite o envio de programações para o laboratório na Universidade de Ciências Aplicadas Bonn-Rhein-Sieg, na cidade de Sankt Augustin.

“O aprendizado é muito rico, uma vez que o aluno interage com softwares e plataformas utilizadas em empresas de todo o mundo, tendo acesso às mais modernas tecnologias”, acredita o professor da UCPel. As tarefas no laboratório remoto, inclusive, passaram a ser consideradas como parte da segunda avaliação da disciplina.

Conexão Pelotas-Alemanha

O projeto é uma criação do professor alemão Marco Winzker, que disponibilizou o acesso gratuito pelo link https://www.h-brs.de/de/fpga-vision-lab. A parceria com a UCPel surgiu a partir do 26th IEEE International Conference on Electronics Circuits and Systems, que ocorreu na Itália, no período de 27 a 29 de novembro de 2019.

Na conferência, Diniz assistiu ao curso de Winzker a respeito do uso de laboratórios remotos de FPGAs no ensino de graduação e pesquisa. Tal conteúdo também foi disponibilizado no formato de vídeos no YouTube, nos quais o pesquisador apresenta a utilização do laboratório através de um exemplo prático.

É a aplicação de um detector de faixas de estrada por imagem, uma funcionalidade voltada a carros modernos que visa auxiliar os motoristas. Ao longo dos vídeos, Winzker define o problema, desenvolve o projeto e termina com a programação no laboratório remoto. A partir da parceria acadêmica, Diniz traduziu e legendou o conteúdo para a língua portuguesa. 

Uma das tarefas da disciplina da UCPel é fazer uma modificação neste exemplo proposto por Winzker, diminuindo a potência dissipada e observando os resultados. “Isto envolve o conhecimento da linguagem VHDL, que é uma linguagem de descrição de hardware que os alunos aprendem ao longo do curso”, comenta Diniz.

Afinal, o que são plataformas FPGA?

Plataformas Field-Programmable Gate Array são matrizes de elementos lógicos programáveis em campo, ou seja, podem ser programados depois de fabricados. Diferenciam-se dos processadores de propósito geral, presentes em computadores e smartphones, por apresentarem uma versatilidade maior de programabilidade. “Assim, é possível programar a funcionalidade do circuito digital, e não somente carregar um software em um circuito fixo, como é o caso dos processadores de propósito geral”, explica o professor da UCPel.

Redação: Max Cirne