Avalon总线与SOPC系统架构实例

介绍了可编程系统集成(SOPC)的基本概念和Avalon总线,着重描述了Avalon总线的内容和操作,利用SOPC Builder搭建了一个SOPC的实例,在Altera的Excalibur Nios开发板上进行了仿真验证。     

基于NIOSI II的SOPC中存储器型外设接口的设计

介绍了在NiosII的SOPC中将两种存储器型外设接入Avalon总线的实现方案,同时给出了构建基于Nios II嵌入式处理器SOPC系统实现方案,最后将SRAM、FIFO和紧耦合存储器中的数据通过Avalon总线在Altera公司Cyclone EP1C12型FPGA器件上,对该实现方案进行了仿真验证。     

SPI总线接口的SoPC模块设计与实现

SPI总线接口是Motorola公司提出的一种全双工的同步串行外设通信接口,用于连接微处理器和各种外围设备。可编程片上系统是Altera公司提出的一种灵活、高效的SoC解决方案,SoPC模块间的互联使用了Avalon交换式总线。基于Avalon交换式总线接口规范,利用Verilog HDL硬件描述语言实现SPI总线接口的硬件设计,编写SPI接口模块在NIOSⅡ系统中的驱动程序。在Modelsim中对SPI接口的硬件设计进行功能和时序仿真;在FPGA开发板上构建了实际的NIOSⅡ系统,验证SPI接口的SoPC模块;仿真和验证结果正确,满足设计要求。     

基于Nios II的TRDB-LTM控制器IP核设计

针对SOPC Builder系统没有提供TRDB-LTM液晶模块驱动的问题,提出了一种基于Avalon总线的TRDB-LTM控制器IP核设计,并构建了基于NiosII嵌入式处理器的片上系统。整个系统在Altera公司的DE2-70板上实现与验证。实验表明该IP核可显示多种图形、图像、文字,并可实现动画效果,具有一定的实用价值。设计采用Avalon总线多主控的方式来提高数据的传输效率,减少系统资源的消耗。     

基于NiosII的边界扫描控制核的设计

本文基于ALTERA公司的Nios软核＋可编程资源FPGA的SOPC平台设计了一个边界扫描控制器IP核。该控制器基于Allera的SOPC系统及Avalon总线规范,完成自定了边界扫描控制核的设计方案及设计流程,通过SOPC中的Avalon总线接口,该控制器产生符合IEEE1149．1标准的边界扪描测试系统,能实现各种边界扫描测试。提高了系统设计的灵活性,加速了边界扫描测试效率。仿真及实验结果表明,该设计能够完成有效高速的边界扫描测试。     

基于SOPC的数据发生系统设计

提出一种基于SOPC的数据发生系统及其PCI接口的设计方案,详细介绍了系统主要模块的硬件设计方法,实现SOPC系统中定制用户自定义主从外设及其通过相应的主从端口与Avalon总线的连接,并在EDA 工具QuartusⅡ和ModelSim平台上用硬件描述语言VHDL语言对该方案中的基本模块,如数据产生,乒乓结构和PCI9054接口逻辑进行了逻辑综合及功能仿真.可以在本系统的基础上,通过软件的完善,实现复杂的非常规类型数据的产生,提高了系统的适应性和灵活性,有利于参数的修改和系统升级.     

基于SOPC的嵌入式系统

利用SOPC Builder可以在短时间内把Nios Ⅱ CPU、Avalon总线、外围设备、片内调试模块等集成在一起生成系统需要的NiosⅡ处理器，然后用QuartusⅡ软件把NIOSⅡ处理器其它外部设备接口结合在一起编译下载到FPGA芯片中，即完成系统的硬件设计；软件设计通常采用C／C＋＋语言编写并用NoisⅡIDE编译后下载到FPGA中来实现一个SOPC系统。     

基于Nios II数据采集模块控制器的设计

为实现基于Nios Ⅱ图像识别系统的软硬件协同图像识别,基于可编程片上系统(SOPC)最新技术,结合图像识别系统的设计原理,给出了该系统中Avalon总线外设数据采集控制器的设计方法。该方法解决了系统中硬件和软件对同步动态随机存储器(SDRAM)访问冲突的问题,从而达到了软硬件协同处理图像的目的,对图像处理的速度和灵活性都有改进。实际操作表明该方法亦适用于其他存在同类问题的系统中。     

基于DMA的大批量数据快速传输模块设计

针对Altera公司SOPC解决方案中,DMA模块无法直接读/写FPGA外设的情况,提出了基于Avalon总线流传输模式的通用DMA读/写控制模块的设计,设计了两个自定义外设,实现了DMA对FPGA外设的高速数据存取和Nios II与FPGA大批量数据的快速传输。介绍了Avalon-MM总线规范,阐述了系统架构以及DMA读控制器的设计,测试结果表明,该方法是一种高效可行的解决方案。     

基于Avalon总线的VGA图像控制器的实现

本文介绍了Avalon总线的基本概念和VGA图像控制器,着重描述了VGA图像控制器的设计,并利用QuartusⅡ软件和SOPC Builder实现了VGA图像控制器,在DE2开发板上进行了仿真验证,证明了该设计方法增加了系统的灵活性,简化了设计。     

基于SOPC的UARTIP核设计与驱动开发及系统移植

设计基于SOPC嵌入式系统的UARTIP核,依据UART协议,采用VerilogHDL进行各模块设计,使用ModelSim、QuartusII作仿真验证及综合,结果表明该UARTIP核功能正确,稳定可靠。根据Avalon总线接口协议实现UART在系统总线上的挂栽,建立SOPC嵌入式硬件系统,进行UARTIP核驱动开发。利用超级终端实现嵌入式系统与上位机之间的通信,并成功移植uClinux操作系统,实现对嵌入式系统的高级控制。     

基于SOPC的旋转LED屏控制系统设计

提出了一种基于FPGA和SOPC技术实现旋转LED屏控制系统设计的新方法。该设计以Altera公司的EP2C20为核心,通过在单片FPGA中集成NIOS软核处理器,SDRAM控制器和EPCS控制器等外围控制器件,配合红外接收模块,LED控制模块等自定义的Avalon接口模块实现旋转位置感应,红外无线控制,彩色LED控制等功能。这种设计方案的主要优势在与集成化和可扩展性,只需要对该方案进行少量修改,便可以实现具有更多功能的控制系统,以适应不同的旋转LED屏设计的需要。     

基于SOPC的音乐播放系统

提出了一种基于NiosII的音乐播放系统,主要实现通过对在SD卡存放的音频文件的读取操作,经过Avalon总线送至音频DAC电路播放音频文件。本设计基于SOPC技术,使用NiosII软核处理器实现,包括软硬件设计两个主要部分。硬件部分主要负责对WM8731和SD卡的ip核编写及调试以使其能挂在总线上,使硬件实现其功能。软件部分主要负责对SD卡按其时序进行音频文件的读取操作。     

基于FPGA的红外焦平面驱动和采集逻辑设计

利用ALTERA公司生产的CyconeIV FPGA实现了非致冷型红外焦 平面的时序驱动以及视频采集和温度采集的逻辑设计。将设计好的逻辑模块封装成了两个外设 控制器,并将其作为Nios II处理器的外设而挂接在了Avalon总线上。本逻辑设计已经应用在实际 产品当中,并具有占用逻辑资源少、功耗低、时序稳定可靠以及针对不同焦平面而易于移植 等优点。     

Bus architecture of a system on a chip with user-configurablesystem logic

A bus architecture that provides high performance while scaling across a range of chip sizes is described. The system on a chip design in which it has been implemented includes both a dedicated processor with a set of embedded system peripherals and system support logic that may be reconfigured by a user in the field. Multiple masters and slaves are provided for in the architecture and included in the dedicated portion of this chip. Designers configure additional bus slave peripherals and support functions in the programmable logic. Dedicated structures extend the bus throughout the user-configurable system logic. The bus is pipelined, uses OR gates, and has separate read and write data. The bus pipeline registers are distributed to provide predictable performance and a synchronous interface to the designer. Bus protocol decoders are also distributed throughout the logic. These protocol decoders handle the complexities of pipelining for the designer. Virtual bus sockets provide all of the physical signals necessary to interface registers to the bus for single-cycle read and write transactions. The physical characteristics and design methods involved in the design of this system on a chip as well as those of the application environment all influenced the design tradeoffs in this architecture     

基于USB接口的CAN总线适配器的设计

随着现场总线技术和计算机与外设接口技术的发展，建立现场总线网络节点和监控计算机之间可靠的通讯连接更加重要。对几种接口方法进行了比较，提出了一种使用USB接口实现CAN总线网络与计算机连接的方案，并结合设计实例，论述了系统硬件构成和固件、驱动程序的设计方法。