基于FPGA嵌入式系统的研究与应用

针对FPGA自身用户可编程的特性,分析了FPGA嵌入式系统的优势和应用领域,研究了利用FPGA实现嵌入式系统的基本原理和设计方法,重点探讨了其结构的转换难点.通过具体应用,分析了乘法累加驱动滤波器的实现原理和处理过程,设计了FPGA嵌入式系统的具体实现方式.     

基于MicroBlaze软核处理器的Bootloader设计

文章介绍了基于MicroBlaze软核处理器的Bootloader程序的设计,详细介绍了适用该程序的FPGA嵌入式系统的硬件配置及Bootloader程序设计的硬件逻辑设计流程和软件设计流程。该程序是在FPGA硬件配置完毕之后,在内部处理器上运行的一段启动代码,用来将FLASH中的用户程序传输至外部RAM,并引导嵌入式系统从用户程序中开始运行。它解决了使用大规模复杂应用程序的嵌入式系统的引导问题,已在实际中应用,具有良好的适应性。     

FPGA的高速多通道数据采集控制器IP核设计

介绍基于FPGA嵌入式系统的多通道高速数据采集模块控制器的IP核设计。采用TI公司的6通道同步采集A／D转换器件（ADS8364）,针对该器件使用硬件描述语言设计IP核,实现对采集数据的处理,同时设计了IP核与嵌入式系统的接口。在Xilinx公司的ISE开发工具中,利用FPGA器件中的硬FIFO控制器辅助设计IP核,利用嵌入式开发工具EDK建立FPGA嵌入式系统,并添加和修改了用户自定义IP核,通过仿真验证了该方法的实效性。     

基于嵌入式SOPC的ABS控制器设计

SOPC作为一种特殊的嵌入式微处理器,它融合了SOC和FPGA各自的优点,并具备软硬件在系统可编程、可裁减、可扩充、可升级等功能。利用EDK工具在FPGA上设计了以NIOSII为处理器的嵌入式ABS控制器,说明了控制器的硬件和软件设计,并介绍SOPC嵌入式系统软硬件协同开发的设计方法和流程。     

基于FPGA技术的嵌入式应用型人才培养教学体系

以哈尔滨理工大学2010年计算机科学与技术专业培养方案修订为背景,针对FPGA技术在嵌入式系统中日益广泛的应用,提出嵌入式技术与应用专业方向基于FPGA设计技术的嵌入式应用型人才培养的课程体系,结合学校现有的教学条件,详细介绍基于Xilinx FPGA实验平台的课程体系设置、课程的理论和实验教学内容等。该课程体系围绕FPGA技术由浅入深展开教学,在培养学生全面掌握FPGA器件开发技术的同时,也培养其基于FPGA的嵌入式系统设计与应用的能力。     

基于Linux的FPGA数据通信接口驱动设计与实现

针对现场可编程门阵列(FPGA)在嵌入式系统中的应用需求,详细讨论了在嵌入式Linux2.6操作系统环境下,FPGA设备驱动程序的实现方法,通过内存映射机制实现了对FPGA设备的操作,通过阻塞操作提高了系统效率.在参照Linux2.6.15内核源代码中有关数据结构和函数原形的基础上,编写和测试了FPGA设备的驱动程序.该FPGA接口驱动经过长时间的应用和测试,在整个系统中运行稳定.     

基于MicroBlaze的公式发现系统研究

SoPC是当前嵌入式系统设计的发展趋势,基于FPGA的SoPC系统设计不仅具有便携性和高效性,而且可以更大限度的增加其架构的灵活性.在此基础上,提出一种基于FPGA的SoPC技术实现嵌入式经验公式发现系统的思想,通过对MicroBlaze处理器软核的配置及接口设计搭建硬件平台,并移植了uClinux嵌入式操作系统,结合FDD算法,实现了基于FPGA的嵌入式FDD系统.     

嵌入式GPS接收机系统的FPGA配置方法研究

给出了嵌入式GPS接收机系统的整体设计,重点研究了系统中FPGA的不同配置方法,提出了利用CPLD和Platform Flash、SPI Flash、Intel NOR Flash实现对FPGA进行不同配置的方法,详细分析了每种配置方法的特点,给出具体的硬件电路设计,并重点研究了利用Intel NOR Flash进行BPI配置的流程以及配置时应注意的问题。这些配置方式在研究的嵌入式GPS接收机系统中得到了成功的应用,而且也适用于其他的类似系统。     

FPGA器件在嵌入式系统中的配置方式的探讨

通过说明FPGA的各种配置方式及各种配置文件的使用,重点探讨了在嵌入式系统中使用FPGA的软硬件设计。使用微处理器在线配置FPGA时,需要将存储在Flash中的配置文件,通过微处理器的I/O口存储到FPGA的数据存储器(SRAM)。文中详述了如何利用FPGA的被动串行方式(PS)配置方式,和根据配置时序实现嵌入式系统中FPGA的配置电路和相应的应用软件的过程。     

一种新的嵌入式MPEG-4 DVR系统设计

目前,视频监控已步入了全数字化的多媒体网络时代,在这一开发背景下,文章详细介绍了基于VW2010编解码芯片、FPGA和嵌入式CPU设计的嵌入式MPEG-4 DVR监控系统的设计方式,并在此基础上进一步介绍了VW2010芯片的应用.     

嵌入式可重构显示适配器设计与实现

嵌入式系统具有计算能力较弱和用途专一的特点,从而限制了其图形图像的处理能力。将可重构计算思想应用到嵌入式系统中,设计一种嵌入式可重构显示适配器,兼有软件灵活和硬件高效的特点。以BMP图像显示功能为例,在Xilinx公司的FPGA开发板上实现一个原型系统,介绍具体的设计细节,验证技术可行性。该设计为将来可重构音视频处理提供了重要的技术基础。     

FPGA片上PowerPC系统设计

针对星载合成孔径雷达数据压缩器接口非标准、功能测试复杂的特点,文中采用了嵌入式片上系统的思想开发了一种新型的辅助数据测试仪;该系统利用嵌入在FPGA中的PowerPC405处理器硬核完成数据传送功能,大大提高了系统集成度;利用FPGA的逻辑单元搭建存储器和外设控制器,从而提高了设计的灵活性;其应用结果表明系统数据传输稳定、可靠,并且可增加更多外设控制器以扩充辅助数据测试仪的功能,因而可移植性强.     

基于NIOSⅡ软核处理器的嵌入式测试系统软硬件设计研究

介绍了利用NIOSⅡ软核处理器设计嵌入式测试系统的两类系统架构,详细讲述了基于NIOSⅡ软核处理器的嵌入式测试系统软硬件设计方法;最后结合EP2C8Q-208C8型FPGA芯片,利用Verilog语言描述A/D芯片的工作时序逻辑,利用NIOSⅡ软核处理器设计串口处理单元,将A/D采集的数据通过串口发送到计算机显示。实践表明,利用NIOS II软核处理器设计嵌入式测试系统,具有开发周期短,系统集成度高,功能灵活多样等特点,与传统利用单片机设计嵌入式测试系统相比,具有时钟频率高、运行速度快、调试方便等特点,是一种值得推广的嵌入式测试系统设计方法。     

基于系统级FPGA/CPLD的SoPC嵌入式开发研究

针对基于系统级FPGA／CPLD的SoPC嵌入式设计特点，介绍采用SoPC Builder设计工具有选择地将处理器、存储器、I／O等系统设计所需的IP组件集成到PLD器件上，也可以通过自定义用户逻辑集成到PLD器件上的开发方法，构建高效SoC。文中分析了嵌入式处理器Nios软核的特性，并给出了基于Nios内核的SoPC软硬件开发流程和白定义用户逻辑的软硬件设计过程。     

嵌入式通用图形加速芯片的研究与设计

研究并设计实现了一种嵌入式通用图形加速芯片。该芯片将图形图像的显示功能完全用硬件逻辑电路实现,把嵌入式微处理器从繁重的图形图像显示处理任务中解放出来,不但提高了图形图像的处理速度,而且改善了系统响应速度和实时性。另外,芯片具有通用的数据、地址和控制总线,能与各种不同的嵌入式微处理器通信,并能作为微处理器寻址空间的一部分而被直接访问,因而具有很强的通用性。详细分析了该图形加速芯片的总体结构设计和各模块的功能,并在FPGA板上成功的实现图形图像的显示,达到了预定的设计目标。     

SoC FPGA在声波测井数据采集系统中的应用

传统的数据采集系统采用现场可编程门阵列+数字信号处理器(FPGA+DSP)架构,复杂化了硬件设计,增加了系统功耗.以SoC FPGA为核心搭建的声波测井数据采集系统,充分发挥了微处理器控制能力强和现场可编程门阵列灵活的特点,利用总线互联通信等SoC技术,简化了硬件设计,降低了电路功耗,提高了系统的可靠性.