Research Article

FPGA Tabanlı Uzaktan Programlanabilir ve Gözlemlenebilir Geliştirme Kartı Tasarımı ve Uygulaması

Volume: 6 Number: 1 July 22, 2025
TR EN

FPGA Tabanlı Uzaktan Programlanabilir ve Gözlemlenebilir Geliştirme Kartı Tasarımı ve Uygulaması

Abstract

FPGA (Field Programmable Gate Array-Alanda Programlanabilir Kapı Dizisi) tabanlı uzaktan erişimli laboratuvarlar, tasarımcıların coğrafi kısıtlamalar olmaksızın internet ve bilgisayar ağları aracılığıyla, gerçek zamanlı olarak karmaşık sayısal devrelerin tasarlanması, kontrol edilmesi, sisteme ait sonuçların gözlemlenmesi ve izlenmesini sağlayan ileri düzey eğitim teknolojileridir. Sunulan bu çalışmada, yurt dışı bağımlılığı ve yüksek maliyetleri azaltmayı hedefleyen uzaktan erişimle programlanabilir ve gözlemlenebilir yerli bir FPGA geliştirme kartı tasarlanmıştır. Tasarım, Xilinx XC3S50AN FPGA çipi ve ESP32 mikrodenetleyicisi kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Sunulan tasarım ile kullanıcılar, HTML ve JavaScript tabanlı bir web arayüzü üzerinden FPGA çipini programlayarak canlı yayın paneli aracılığıyla tasarıma ait çıktıları ve sistem davranışlarını gerçek zamanlı gözlemleyebilme olanağı elde etmektedirler. Tasarımı yapılan Python tabanlı sistem altyapısı ile sisteme yüklenen bit dosyaları FPGA çipine aktarılarak hızlı bir sistem prototipleme imkânı elde edilmektedir. Tasarlanan sistemin test edilmesi amacı ile seçilen çeşitli uygulamalar başarılı bir şekilde çalıştırılarak sistemin kararlılığı ve esnekliği doğrulanmıştır. Ek olarak yönetici, laboratuvar ve kullanıcı yetkilendirme tipleri, farklı erişim seviyeleri sunularak sistem güvenliği sağlanmıştır. Sunulan bu çalışma ile uzaktan erişilebilir, güvenilir, kullanıcı dostu, donanım esnekliği ve kullanıcı arayüzlerinin sadeleştirilmesi üzerine odaklanan, eğitim ve endüstri kullanıcılarının ihtiyaçlarına daha etkin cevap veren yerli bir FPGA tabanlı uzaktan programlanabilir ve gözlemlenebilir devre kartı tasarımı başarılı bir şekilde gerçekleştirilmiştir.

Keywords

References

  1. Abanto, D., Carazas, V., Solis-Lastra, J., & Aramburu, C. (2022). Implementation of a Web-based Interface for Remote Access to a FPGA Board. Proceedings of the 2022 IEEE Engineering International Research Conference, EIRCON 2022, 1-4.
  2. Aitor, V. M., Garcia-Zubia, J., Angulo, I., & Rodriguez-Gil, L. (2022). Toward Widespread Remote Laboratories: Evaluating the Effectiveness of a Replication-Based Architecture for Real-World Multiinstitutional Usage. IEEE Access, 10, 86298-86317.
  3. Al Qassem, L. M., Stouraitis, T., Damiani, E., & Elfadel, I. M. (2020). A remote FPGA laboratory as a cloud microservice. Proceedings - IEEE International Symposium on Circuits and Systems, 2020-October.
  4. Ali, S. A., Asif, R., Hina, S., & Fatima, Z. (2018). Cloud Based Remote FPGA Lab Platform: An Application of Internet of Things. Mehran University Research Journal of Engineering and Technology, 37(4), 535-544.
  5. Alçın, M., Tuna, M., Erdoğmuş, P., & Koyuncu, İ. (2021). FPGA-based dual core TRNG design using ring and Runge-Kutta-Butcher based on chaotic oscillator. Chaos Theory and Applications, 3(1), 20-28.
  6. Blochwitz, C., Grothe, P., Dreier, S., Aljnabi, W., Buchty, R., & Berekovic, M. (2022). RemEduLa-Remote Education Laboratory for FPGA Design Technology. Proceedings - IEEE International Symposium on Circuits and Systems, 2022-May, 1773-1777.
  7. Choi, S., & Yoo, H. (2020). Fast Logic Function Extraction of LUT from Bitstream in Xilinx FPGA. Electronics 2020, Vol. 9, Page 1132, 9(7), 1132.
  8. Çelik, K. (2021). Bulut Bilişim Teknolojileri. Bartın Üniversitesi İktisadi ve İdari Bilimler Fakültesi Dergisi, 12(24), 436-450.

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Cloud Computing, Software Architecture

Journal Section

Research Article

Early Pub Date

May 14, 2025

Publication Date

July 22, 2025

Submission Date

January 27, 2025

Acceptance Date

April 25, 2025

Published in Issue

Year 2025 Volume: 6 Number: 1

APA
Dağcı, B., & Koyuncu, İ. (2025). FPGA Tabanlı Uzaktan Programlanabilir ve Gözlemlenebilir Geliştirme Kartı Tasarımı ve Uygulaması. Bilgisayar Bilimleri Ve Teknolojileri Dergisi, 6(1), 17-28. https://doi.org/10.54047/bibted.1628008
AMA
1.Dağcı B, Koyuncu İ. FPGA Tabanlı Uzaktan Programlanabilir ve Gözlemlenebilir Geliştirme Kartı Tasarımı ve Uygulaması. BIBTED. 2025;6(1):17-28. doi:10.54047/bibted.1628008
Chicago
Dağcı, Buğra, and İsmail Koyuncu. 2025. “FPGA Tabanlı Uzaktan Programlanabilir Ve Gözlemlenebilir Geliştirme Kartı Tasarımı Ve Uygulaması”. Bilgisayar Bilimleri Ve Teknolojileri Dergisi 6 (1): 17-28. https://doi.org/10.54047/bibted.1628008.
EndNote
Dağcı B, Koyuncu İ (July 1, 2025) FPGA Tabanlı Uzaktan Programlanabilir ve Gözlemlenebilir Geliştirme Kartı Tasarımı ve Uygulaması. Bilgisayar Bilimleri ve Teknolojileri Dergisi 6 1 17–28.
IEEE
[1]B. Dağcı and İ. Koyuncu, “FPGA Tabanlı Uzaktan Programlanabilir ve Gözlemlenebilir Geliştirme Kartı Tasarımı ve Uygulaması”, BIBTED, vol. 6, no. 1, pp. 17–28, July 2025, doi: 10.54047/bibted.1628008.
ISNAD
Dağcı, Buğra - Koyuncu, İsmail. “FPGA Tabanlı Uzaktan Programlanabilir Ve Gözlemlenebilir Geliştirme Kartı Tasarımı Ve Uygulaması”. Bilgisayar Bilimleri ve Teknolojileri Dergisi 6/1 (July 1, 2025): 17-28. https://doi.org/10.54047/bibted.1628008.
JAMA
1.Dağcı B, Koyuncu İ. FPGA Tabanlı Uzaktan Programlanabilir ve Gözlemlenebilir Geliştirme Kartı Tasarımı ve Uygulaması. BIBTED. 2025;6:17–28.
MLA
Dağcı, Buğra, and İsmail Koyuncu. “FPGA Tabanlı Uzaktan Programlanabilir Ve Gözlemlenebilir Geliştirme Kartı Tasarımı Ve Uygulaması”. Bilgisayar Bilimleri Ve Teknolojileri Dergisi, vol. 6, no. 1, July 2025, pp. 17-28, doi:10.54047/bibted.1628008.
Vancouver
1.Buğra Dağcı, İsmail Koyuncu. FPGA Tabanlı Uzaktan Programlanabilir ve Gözlemlenebilir Geliştirme Kartı Tasarımı ve Uygulaması. BIBTED. 2025 Jul. 1;6(1):17-28. doi:10.54047/bibted.1628008