Este Trabajo Fin de Máster está formado por dos partes fundamentales. La primera se centra en la implementación del bus de comunicaciones PCI Express para facilitar una comunicación rápida, eficaz y eficiente entre la placa de prototipado FPGA y el host controlador del sistema. Obteniendo así una plataforma FPGA que utiliza PCI Express como interfaz de datos. La segunda se centra en el desarrollo de un clasificador de datos apto para aplicaciones de Big Data, permitiendo trabajar con datos en tiempo real. Por ello, se procede a la combinación de ambas partes en un sistema de procesamiento para Big Data, aunque se permite que el diseño pueda ser reutilizado para otros tipos de aplicaciones (DPI, CEP, …). La implementación del sistema se ha realizado sobre la placa de desarrollo de Xilinx ZC706.
Inicialmente, se describe el bus de comunicaciones PCI Express, con todas las particularidades que lo caracterizan y su funcionamiento. De esta manera, se tiene una visión clara de las amplias bases que cubre y los beneficios que aporta a un sistema. A continuación, se explica el bloque utilizado para su implementación, RIFFA. Se tratan sus características principales y su arquitectura, para posteriormente proceder a su implementación y los pasos necesarios para adaptarlo a la FPGA utilizada. También, se realiza un breve estudio de los diferentes clasificadores estudiados, los cuales pueden ser implementados en diferentes aplicaciones Big Data, haciendo especial hincapié en el seleccionado para el desarrollo de este proyecto. El clasificador escogido se basa en el algoritmo de bitonic sorting, del cual se muestra su arquitectura y los cambios realizados para su posterior implementación sobre la FPGA.
Finalmente, se realiza la implementación del sistema completo sobre la FPGA, incluyendo el bus de comunicaciones PCI Express y el clasificador de bitonic sorting, incluyendo las fases de verificación y validación del sistema. Como conclusión, se puede observar que se consiguen elevadas tasas de transmisión de datos gracias a la implementación del bus de comunicaciones PCI Express a través de RIFFA y se obtiene un sistema completo apto para aplicaciones de Big Data. El sistema es capaz de trabajar en tiempo real y con elevadas tasas de transmisión, obteniendo un sistema funcional, fiable y efectivo.

This paper presents the work done to create a platform that combines PCI Express and data classification. It is divided in two parts. The first one focus on the implementation of the PCI Express communication bus that allows a fast and efficient communication between the FPGA and the system host. By doing so the FPGA allows the use of PCI Express as a data interface. The second one focus on the development of a data sorter for Big Data applications. This allows the use of streamed data. For this reason, the combination of both parts provides the consolidation of a processing system for Big Data, but it also facilitates its re-utilization for other applications (DPI, CEP, …). The system implementation has been done on an ZC706 Xilinx development board.

• Presidente: Valentín de Armas Sosa
• Secretario: Carlos Javier Sosa González
• Vocal: Tomás Bautista Delgado