实现SOPC的嵌入式软硬件协同设计平台

对基于FPGA的SOPC软硬件协同设计方法进行了研究,在此基础上,详细设计了系统硬件平台,并对硬件平台的硬件系统进行了定制.本平台满足了从硬件系统定制,到操作系统配置均可以按照设计需求进行定制的特点.     

基于SOPC Builder的JPEG2000 IP核设计

使用SOPC Builder自定制组件的方法,设计出JPEG2000图像压缩算法的IP核。通过对JPEG2000压缩原理中并行性的深入分析,利用这种并行性提出了一种针对压缩过程中EBCOT算法编码的硬件加速实现的设计方案。在DE2开发平台上的测试表明,该文设计的JPEG2000IP核压缩速度明显比串行结构的同类处理器速度要快。     

NIOS Ⅱ处理器中定制指令的设计与实现

概要介绍NIOS Ⅱ处理器,详述NIOS Ⅱ处理器中定制指令的硬件实现和软件接口。并结合实例说明在进行SOPC设计时,可以把强实时软件算法或费时的软件计算作为定制指令,加入到NIOS Ⅱ处理器指令集中,提高系统性能。     

NIOS II处理器中定制指令的设计与实现

概要介绍NIOS II处理器,详述NIOS II处理器中定制指令的硬件实现和软件接口.并结合实例说明在进行SOPC设计时,可以把强实时软件算法或费时的软件计算作为定制指令,加入到NIOS II处理器指令集中,提高系统性能.     

SOPC中自定义FIFO接口与DMA数据传输

介绍了在SOPC Builder中,定制基于Avalon总线的FIFO接口元件的方法。详细讨论了在SOPC系统中,应用DMA控制器实现片上FIFO与外接SDRAM之间的DMA数据传输。最后应用Signal Tap II对数据传输过程进行了实时观测,得到实际的DMA数据传输波形。     

基于Niosll嵌入式处理器的太阳能跟随系统设计

Altera公司的Niosll嵌入式处理器是一种面向用户的、可以灵活定制的通用RISC嵌入式CPU,利用SOPC Buider用户可以很容易的将自己设计的IP集成其中.基于此,在太阳能跟随系统设计中,可以将设计的PWM输出和AD采样模块、编码器单元自定义外设模块集成到SOPC Buider上,并且可以在系统上利用软件实现电压空间矢量算法控制智能模块,从而可以很好的控制交流永磁同步电机带动太阳板跟随太阳转动.     

基于NiosⅡ的SOPC中外设接入的两种方法

本文介绍了两种方法将外设接入Avalon总线,以构建基于NiosⅡ嵌入式处理器的SOPC的方法,分别是通过自定制接口直接接入总线和以通用I/O口的方式接入总线,并编写了可供用户直接调用的相关程序.两种方法均在Altera的cycloneⅡ系列器件上进行了验证,试验结果正确.     

SOPC嵌入式系统中软件的分段加载程序设计

SOPC嵌入式系统中,ITCM是最高效的程序运行空间,且存储空间大小仅为256 KB.当程序大于256 KB时,采用传统的程序加载模式无法对其进行加载.针对这一问题,本文设计了一种基于SOPC嵌入式软件的分段加载程序设计方法,该设计方法主要理念是将一部分程序放在ITCM中运行,另一部分程序存放在片内SRAM或者片外存储总线扩展的存储器中运行.该设计方法已成功地应用在实际工程项目中,其运行结果稳定可靠.     

面向安全与加密应用的定制指令设计

为设计灵活高效的安全加密处理器件,提出一种多目标联合定制指令设计方法。该方法通过挖掘加密算法之间的公共频繁计算模式,提高定制指令的适应性。采用该方法对DES、AES、Blowfish、RC4和MD5等主流加密算法进行实验,结果表明其能有效完成定制指令设计,指令集扩展后,5种算法获得了41.9%~63.6%的性能提升。     

基于SOPC技术的运动控制器的研制

按照SOPC技术的设计流程,对运动控制器进行了模块划分,并对核心模块（插补器）进行了算法研究、算法验证与精度分析、程序编制、综合仿真等步骤。划分的运动控制器各模块均采用Verilog硬件描述语言在Altrea公司的SOPC开发平台QuartusⅡ下进行开发。     

基于Nios Ⅱ的SPI接口实现

Nios Ⅱ是Altera公司的第二代FPGA嵌入式处理器,和其挂接的外围接口相当于一个完整的SOPC系统,AD9517-1ABCPZ是一款时钟芯片,需通过SPI接口配置,让其先于系统的其他部分工作,为系统其它芯片提供时钟。针对SPI接口的实现,目前有很多方法,基于Nios II实现,具有简单灵活、开发周期短、成本低和系统维护方便等优点,可应用于许多中、低速系统设计。实现主要包括硬件设计和软件设计,硬件设计包括基于Nios II的SOPC系统的搭建,SPI-MASTER接口FPGA程序设计;软件设计包括SPI读写函数设计,AD9517-1ABCPZ寄存器配置函数设计。     

基于Nios Ⅱ的多用途扩频信号源组件设计

扩频信号源是扩频系统的重要组成设备,可以为扩频接收机提供各种形式的扩频信号（如直扩、跳频等）。针对目前市场上的扩频信号源价格昂贵,采用专用的扩频芯片也存在扩展和升级性能较差的问题,提出采用NiosⅡ软核处理器来实现性价比高且能够灵活改变调制方式的扩频信号源,将NiosⅡ的自定义组件技术与扩频信号源的产生原理相结合,设计出了一种基于NiosⅡ的扩频信号源自定义组件。此组件拥有直扩和跳频两种可选的调制方式,并且具有各种可控制的参数。在应用时利用SOPC（可编程片上系统）技术,只需在NiosⅡ系统中加入此组件并在顶层软件中调用该组件驱动函数库的函数即可产生多种调制方式的扩频信号。     

FPGA和Nios Ⅱ软核的SD卡文件系统实现方法

利用Cyclone Ⅱ系列FPGA构建了一种用于SD卡读写的SPI控制器,并在其上实现了一个基于Nios Ⅱ软核处理器的嵌入式文件系统。此文件系统是通过在Nios Ⅱ EDS开发平台上移植znFAT32文件系统实现的。     

基于FPGA的多软核图像处理系统设计

介绍以图像处理为应用背景、基于FPGA芯片建立的多软核系统设计。系统中包含两个Nios II软核处理器和两个用于进行图像颜色空间转换的CSC MegaCore IP核。两个NiosII软核处理器共享程序存储器、数据存储器及启动存储器。在硬件设计方面,CSC MegaCore IP作为外围组件通过一个自定义的接口控制器连接到以Nios II软核处理器为核心的SoPC系统中。在软件设计方面,运行在每个Nios II软核处理器上的程序通过硬件Mutex核协调对共享数据存储器的访问。     

SoPC技术在网络化实验教学监测系统中的应用

以网络化实验教学为背景,设计了一种基于NiosⅡ软核处理器和嵌入式实时操作系统的网络化实验教学数据采集系统。利用Quartus Ⅱ及SoPC Builder开发工具,对Nios ⅡCPU硬件资源进行重配置,自行定制CPU,并根据应用需要组建外围硬件接口,完成了一个基于FPGA的高性能嵌入式硬件系统的设计。采用嵌入式实时操作系统μC／OSⅡ,为应用系统的实时性和人机交互功能提供了保证。实践表明,该应用方案具有功能可扩展和硬件可升级等优势,具有很好的应用潜力。     

SOPC系统的综合优化设计策略

针对SOPC系统优化设计问题,首先介绍了综合优化设计的一般流程和方法,然后从软件优化设置、代码优化设计、片上存储器资源有效分配、NiosII系统优化等方面提出综合优化设计策略。在实验系统中应用该优化策略,SOPC系统最高频率提高了26.62%。     

NiosII处理器在彩色超声诊断系统中的应用

给出了基于NiosII的彩色多普勒超声诊断硬件系统的多处理器设计方案，分析研究了NiosII系统的启动过程，提出了适合本设计的系统启动方法，最后设计了一套用于控制超声前端系统的系统控制总线，建立了NiosII系统仿真平台，并对系统启动方案和总线控制器进行了功能验证。通过仿真证明了所设计系统的有效性。     

模块化机器人嵌入式多核主控制器设计

针对模块化机器人控制,提出一种基于FPGA的片上多核主控制器设计方案。利用SOPC技术在单一芯片上设计两个完全不同结构的核心:Nios II软核处理器和协处理器。详细介绍了机器人控制的路径规划流程、Nios Ⅱ软核体系、协处理器的构架及接口以及基于SOPC的片上多核系统实现。实验结果验证了多核主控制器设计的可行性。     

基于μC／OS-II的数码喷墨控制系统的设计与研究

选取Altera公司Cyclone II系列EP2C8Q208芯片作为新型高速数字喷墨印刷机控制系统的开发平台,以μC／OS-II作为印刷机控制的实时系统,通过Nios II 11．0 Eclipse,运用Nios II软核处理器技术来生成μC／OSII实时操作系统模块,通过系统编程来实现新型数字喷墨印刷机控制系统。通过软硬件测试,验证了该系统的稳定性和可操作性。     

基于嵌入式软核Nios Ⅱ的网络视频监控系统

讨论NiosⅡ嵌入式系统的硬件/软件设计的关键流程,通过将LwIP协议栈和Linux操作系统移植到NiosⅡ系统,设计基于NiosⅡ软核处理器的网络视频监控系统.实验测试表明,合理选择微型操作系统MicroC/OS-U和TCP/IP协议栈LwIP,远端用户可以通过浏览器访问存储在本系统上的Web页面,同时实现实时的网络...