The Notification Oriented Paradigm Language to Digital Hardware as an Intuitive High-level Synthesis Tool

Authors

Ricardo Kerschbaumer Instituto Federal Catarinense - IFC e Universidade Tecnológica Federal do Paraná - UTFPR https://orcid.org/0000-0002-9677-0856
André Augusto Kaviatkovski Universidade Tecnológica Federal do Paraná - UTFPR
Gabriel Rodrigues Garcia Universidade Tecnológica Federal do Paraná - UTFPR
Carlos Raimundo Erig Lima Universidade Tecnológica Federal do Paraná - UTFPR https://orcid.org/0000-0002-4026-4444
Jean Marcelo Simão Universidade Tecnológica Federal do Paraná - UTFPR https://orcid.org/0000-0002-2139-1261

DOI:

https://doi.org/10.22456/2175-2745.112006

Keywords:

FPGA, Notification Oriented Paradigm (NOP), Notification Oriented Paradigm to Digital Hardware (NOP-DH), NOP Language (NOPL), NOPL-DH, VHDL

Abstract

The parallelism allowed by FPGAs has attracted attention for knowing applications that need processing power. However, the need for specific and very technical development language has not stimulate its broad use. As an alternative, there are High-level Synthesis Languages (HSL), which allow less complicated FPGA use. However, they do not tend to take full advantage of the FPGA technology. Therefore, another alternative was developed, based on the Notification Oriented Paradigm (NOP), called NOP for Digital Hardware (NOP-DH). NOP allows development in high level with its rule-oriented language called NOPL. Its entity decoupling, parallelism, and redundancy avoidance are useful for best performance. In turn, the NOP-DH brings NOP for the FPGA context with the benefits observed in software but enhanced by hardware nature. This paper reviews the NOPL for NOP-DH (NOPL-DH) that aims high level programming for FPGA. The paper proposes the NOPL-DH test by independent developers, by developing a monitoring device for a box transporting bidirectional conveyer. As a result, NOPL-DH allowed high-level development under the NOP-DH structure in an FPGA, without the need for technical knowledge and, still, maintaining and exploring the NOP properties in FPGA

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Author Biographies

Ricardo Kerschbaumer, Instituto Federal Catarinense - IFC e Universidade Tecnológica Federal do Paraná - UTFPR

Nascido em 1975 em Joaçaba, SC (Brasil) graduou-se em Engenharia Elétrica pela Universidade do Estado de Santa Catarina - UDESC em 2002. obteve o grau de Mestre em Informática Industrial pela Universidade Tecnológica Federal do Paraná - UTFPR em 2008 e obteve o título de Doutor em engenharia de computação pela Universidade Tecnológica Federal do Paraná - UTFPR em 2018. Atualmente é Professor associado do Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia Catarinense (IFC), Campus Luzerna. Tem experiência na área de Engenharia Elétrica, com ênfase em Eletrônica, Microcontroladores, Sistemas Embarcados, lógica reconfigurável e Inteligência Artificial.

André Augusto Kaviatkovski, Universidade Tecnológica Federal do Paraná - UTFPR

Possui graduação em Direito pela Universidade Federal do Paraná (2012). Tem experiencia na área de Ciência da Computação, com ênfase em Metodologia e Técnicas da Computação.

Gabriel Rodrigues Garcia, Universidade Tecnológica Federal do Paraná - UTFPR

Nascido em Fartura, SP, Brasil em 1990, atualmente é aluno de graduação do curso de Engenharia de Computação da Universidade Tecnológica Federal do Paraná - UTFPR

Carlos Raimundo Erig Lima, Universidade Tecnológica Federal do Paraná - UTFPR

Professor Titular da Universidade Tecnológica Federal do Paraná. Doutor na área de Engenharia Mecânica pela UNICAMP (2003), trabalhando no desenvolvimento de sistemas embarcados para robótica; Mestre em Ciências pelo Curso de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial pela UTFPR (1994), trabalhando no desenvolvimento de sistemas micro processados; Graduado em Engenharia Industrial Elétrica pela UTFPR (1989). É professor no Departamento de Eletrônica da Universidade Tecnológica Federal do Paraná em Curitiba, desde 1994, onde atua nos cursos de Engenharia Eletrônica e Engenharia de Computação. Atua ou colabora na orientação de alunos de mestrado e doutorado do Curso de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial e Pós-Graduação em Computação Aplicada da UTFPR. Atua no grupo de pesquisadores do Laboratório de Inovação Tecnológica (LIT) do Centro de Inovação Tecnológica da UTFPR, na área de Sistemas Embarcados e Controle de Sistemas, participando como membro ou coordenador de vários projetos de pesquisa e desenvolvimento tecnológico com empresas. Atua como Pró-reitor Adjunto da Pró-reitoria de Relações Empresariais e Comunitárias da UTFPR.

Jean Marcelo Simão, Universidade Tecnológica Federal do Paraná - UTFPR

Jean Marcelo Simão nasceu em Ponta Grossa - PR (Brasil), em 1976. Em 1994, ele diplomou-se Técnico em Processamento de Dados pelo Colégio Estadual do Paraná (CEP) e, em 1998, Bacharel em Informática pela Universidade Estadual de Ponta Grossa (UEPG). Em 2001, obteve o grau de M.Sc. do Curso-Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial (CPGEI) do Centro Federal de Educação Tecnológica Federal do Paraná (CEFET-PR), atualmente Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR). Em junho de 2005, ele obteve o título de Doutor decorrente de doutoramento franco-brasileiro, nos domínios de Informática Industrial no CPGEI/UTFPR e de Engenharia da Computação & Automática no Centro de Pesquisa em Automática de Nancy (CRAN), na Universidade Henry Poincaré (UHP), atualmente Universidade de Lorraine (UL). Subsequentemente, em 2005/06, ele desenvolveu atividades de ensino em um Master na UHP e atividades de pesquisa no CRAN em um contexto pós-doutoral. Em agosto de 2006, ele adentra a UTFPR como Professor Adjunto, tendo sido afiliado ao Departamento de Eletrônica (DAELN) e ao Laboratório de Inovação Tecnológica (LIT) do Centro de Inovação Tecnológica (CITEC) na UTFPR. Em 2009, ele foi afiliado ao CPGEI junto ao Laboratório de Sistemas Inteligentes (LSI), colaborou na aprovação do Mestrado Profissional em Computação Aplicada (PPGCA) tornando-se membro dele até 2019 e coordenou (2 anos) o II Curso de Especialização em Automação Industrial (CEAUT) do DAELN/UTFPR. No 1º semestre de 2014, ele esteve como Pesquisador Convidado no CRAN, por três meses, inclusive ministrando palestras sobre o Paradigma Orientado a Notificações (PON) de sua autoria. Tal qual, também esteve como Professor Convidado no PERCCOM ? UL, por duas semanas, em junho de 2015, tendo se tornado membro externo representado a UTFPR até seu findar. Em 2015 ainda, ele assumiu como coordenador do CITEC por dois anos. Atualmente, ele é Professor Associado (Nível IV) na UTFPR com afiliação no Departamento de Informática (DAINF), no CPGEI, no PPGCA, no LIT/CITEC. Em 2019, tornou-se bolsita PQ da Fundação Araucária e, em 2020, tornou-se representante da UTFPR como associada ao Master europeu GENIAL via UL - França. Por fim, suas atividades de ensino na UTFPR dizem respeito a disciplinas de computação, enquanto que suas publicações e interesses atuais de pesquisa incluem sistemas holônicos, inteligência artificial, engenharia de software/sistemas, paradigmas de programação-desenvolvimento e de computação.

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Published

2021-08-29

How to Cite

Kerschbaumer, R., Kaviatkovski, A. A., Garcia, G. R., Erig Lima, C. R., & Simão, J. M. (2021). The Notification Oriented Paradigm Language to Digital Hardware as an Intuitive High-level Synthesis Tool. Revista De Informática Teórica E Aplicada, 28(2), 90–106. https://doi.org/10.22456/2175-2745.112006