Sistema programÃvel para aulas prÃticas de fÃsica - SPAF

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2003

RESUMO

Este trabalho apresenta uma proposta de desenvolvimento de um Sistema ProgramÃvel para Aulas prÃticas de FÃsica, denominado SPAF. Esta plataforma, baseada em componentes programÃveis e reconfigurÃveis, propÃe uma metodologia para aquisiÃÃo, tratamento e apresentaÃÃo de dados experimentais em aulas prÃticas de FÃsica. Pesquisas tÃm demonstrado que o uso de Sistemas Computacionais como ferramenta, atravÃs da reproduÃÃo e/ou simulaÃÃo de fenÃmenos, tem facilitado enormemente o aprendizado dos alunos e, assim, contribuido para o ensino de FÃsica. No entanto, tais sistemas, na sua maioria, podem representar um alto custo de implementaÃÃo, alÃm de limitaÃÃes quanto à conexÃo de novas interfaces. Este projeto propÃe o uso de uma plataforma reconfigurÃvel de baixo custo e o desenvolvimento de uma metodologia para execuÃÃo de experimentos da FÃsica. A arquitetura proposta à baseada na plataforma de prototipaÃÃo rÃpida Chameleon, desenvolvida no Centro de InformÃtica â UFPE. Esta plataforma, dedicada ao desenvolvimento de projetos integrados de hardware e software, à composta de um microcontrolador, um dispositivo reconfigurÃvel FPGA (Field Programmable Gate Array), memÃrias, interfaces e cores (biblioteca de componentes de software e hardware) customizados de acordo com os diferentes experimentos do usuÃrio. Este sistema utiliza recursos de um sistema reconfigurÃvel, baseado em componentes de hardware reconfigurÃveis (FPGAs) que preenchem o espaÃo existente entre componentes de hardware e software, permitindo que aplicaÃÃes de baixa velocidade e interfaces de alta velocidade possam ser facilmente implementadas em diferentes padrÃes em uma mesma plataforma. Arquiteturas reconfigurÃveis tÃm sido desenvolvidas e aplicadas em uma sÃrie de Ãreas de ensino e pesquisa, alÃm de produtos e processamento de imagens, biotecnologia e controle, entre outros. Estes dispositivos tÃm a capacidade de implementar novas funÃÃes de hardware, executar novas operaÃÃes de forma mais eficiente que os processadores de uso geral, alterar sua arquitetura interna e de I/O (input/output), de acordo com novas necessidades sem alteraÃÃo dos componentes de hardware, inclusive em tempo de execuÃÃo. Assim, levando-se em conta o baixo custo de microcontroladores e da flexibilidade dos dispositivos FPGAs, torna-se possÃvel, a partir de uma Ãnica plataforma a geraÃÃo rÃpida de protÃtipos de sistemas digitais em tempo reduzido e um fÃcil interfaceamento com diferentes tipos de dispositivos, barramentos, etc. de acordo com o novo experimento do usuÃrio

ASSUNTO(S)

ensino de fÃsica cores sistema reconfigurÃvel ciencia da computacao fpga

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