[en] The goal of the project is to design, implement and validate a driver for real time signal acquisition/delivery suitable for the USBDUX DAQ board family. This driver can be used to record/stimulate biological systems and is tested in an electronic neuron. The system is implemented in soft real time and consists of a USBDUX DAQ (data acquisition device), the USBDUX-sigma, a PC with Ubuntu 10.04 Linux with the RTAI patch and Comedi libraries, and dedicated wires to allow the connectivity between the components. The USBDUX-fast DAQ is also used for signal acquisition in the validation experiments. Different tests have been performed in several configurations to assess the possibilities and limitations of the implemented real time system. On the one hand, the system has been implemented using the time control offered by a GPOS (general purpose operating system). On the other hand, the same tests have been run in a real time operating system that guaranties the time constraints to achieve the required accuracy. The timing system can be implemented in two different ways, each of them uses a different USB transmission mode. The system was tested in the synchronous mode (the PC handles the time slot of the whole system working in a USB bulk mode) and in the asynchronous mode (the DAQ handles the system time working in a USB isochronous mode). In general, embedded systems produce better results. A comparative test was made using a uniprocessor PC and a high-performance quad-core PC. The system reaches the millisecond accuracy range in the validation experiments for stimulation and recording. However, the system is unable to achieve the same temporal accuracy in closed-loop experiments.

[es] El objetivo de este proyecto es el diseño, la construcción y validación de un driver USB de adquisición/emisión de señales en tiempo real para la familia de tarjetas USBDUX. Este driver se puede utilizar en el registro/estimulación de sistemas biológicos y se prueba en una neurona electrónica. El sistema implementado en tiempo real soft consta de una DAQ (placa de adquisición de datos) USBDUX, en concreto la USBDUX-sigma, un PC con Linux Ubuntu 10.04 con patch RTAI y librerías COMEDI y las correspondientes conexiones necesarias para comunicar los dispositivos. También se emplea la USBDUXfast para el registro de las señales de las pruebas de validación realizadas. Para determinar las posibilidades y los límites del sistema en tiempo real desarrollado, se han realizado pruebas en varias configuraciones que permiten los componentes del sistema. Por un lado se implementa el sistema sobre las funciones y estructuras temporales que ofrece un GPOS, sistema operativo de propósito general. A su vez se realizan las mismas simulaciones sobre un sistema operativo en tiempo real (Ubuntu con patch RTAI) con garantías temporales reales necesarias para obtener un nivel de precisión adecuado. El modo de temporización del sistema puede ser implementado de dos maneras que utilizan modos de transferencia USB diferentes. Se validó la implementación del sistema en modo síncrono (temporización impuesta por el PC y modo USB bulk) y en modo asíncrono (temporización impuesta por la DAQ, y modo USB isócrono). El uso de sistemas dedicados, en general, ofrece mejores resultados. Toda la experimentación es realizada sobre un sistema uniprocesador y sobre un PC con mayores prestaciones y varios procesadores. Se concluye que el sistema es adecuado para la adquisición/emisión con precisión temporal en el rango de los milisegundos pero no alcanza la precisión necesaria y los requerimientos de tiempo real estrictos para implementar ciclos cerrados en este rango de especificación temporal.