Sviluppo di una piattaforma general-purpose basata su Zynq-7000 per il controllo e la caratterizzazione dei convertitori elettronici di potenza

This thesis aims to develop a digital acquisition interface for power converters, built on the Zynq-7000 platform. The System on Chip (SoC) used, produced by Xilinx-AMD, integrates an ARM (Processing System, PS) processor and programmable FPGA (Programmable Logic, PL) logic, making it particularly suitable for high-performance and complex applications, typical of the power electronics sector. The project, conducted using the Vivado and Vitis tools, aims to program the digital interface, synergistically exploiting both the PS and PL components. The main modules implemented include: analog signal acquisition via ADC peripherals; digital control signal generation (PWM modulator); implementation of IIR and FIR digital filters; and implementation of the SPI (Serial Peripheral Interface) communication interface. The paper proposes an advanced and flexible teaching platform, useful for training and research activities in the field of digital control for power electronic converters.

La presente tesi ha per oggetto lo sviluppo di un’interfaccia di acquisizione digitale per convertitori di potenza, realizzata sulla piattaforma Zynq-7000. Il System on Chip (SoC) impiegato, prodotto da Xilinx-AMD, integra un processore ARM (Processing System, PS) e una logica programmabile FPGA (Programmable Logic, PL), rendendolo particolarmente adatto ad applicazioni ad alte prestazioni e complessità, tipiche del settore dell’elettronica di potenza. Lo sviluppo del progetto, condotto mediante i tool Vivado e Vitis, è finalizzato alla programmazione dell’interfaccia digitale, sfruttando sinergicamente sia la componente PS che quella PL. I principali moduli realizzati includono: acquisizione di segnali analogici tramite periferiche ADC; generazione dei segnali digitali di controllo (modulatore PWM): implementazione di filtri digitali IIR e FIR; realizzazione dell'interfaccia di comunicazione SPI (Serial Peripheral Interface). L’elaborato propone una piattaforma didattica avanzata e flessibile, utile per attività di formazione e ricerca nell’ambito del controllo digitale per convertitori elettronici di potenza