基于MicroBlaze系统的USB主机控制器的实现

虽然USB设备在日常生活中得到了广泛的应用,但它们之间的数据交换却依赖于携带不便的PC.在文中实现了OPB接口的USB主机控制器,并和其他标准IP核一起组成一个MicroBlaze系统.该系统将处理器、总线、片上存储、外设控制器等都集成于一片FPGA内,实现了主机所需具备的大部分功能,通过它可以使得USB设备间的数据交换变得便捷有效.     

动态部分重配置及其FPGA实现

动态部分重配置充分利用了FPGA芯片提供的可重配置功能，提高了FPGA芯片的利用率，减小了FPGA芯片的配置时间，有效地提高了系统的整体性能。该文介绍了动态部分重配置的两种实现方法，并在Spartan-II FPGA上进行了验证。     

MicroBlaze软核处理器的SPI控制器设计

设计了一种基于Xilinx公司提供的MicroBlaze微处理器的SPI控制器.该SPI具有可配置的分频器、三线—四线转换功能,同时可以根据外接的芯片SPI总线需求配置其数据发送的方式.该SPI控制器的逻辑功能在Modelsim下仿真结果正确,并且在Virtex-7芯片上运用此控制器配置多款高速数据转换器、时钟芯片等.验证结果表明,该SPI控制器具有使用灵活、便于移植、易于使用、可以同时配置多片器件等优点.     

基于FPGA的多模块动态可重配置系统

提出了一种基于现场可编程门阵列FPGA的多模块动态可重配置系统平台,并在该平台上实现了一个多模块动态自重配置发射机系统.与传统的动态可重配置系统相比,多模块动态可重配置系统的各动态模块能够单独地进行重配置,重配置控制比较灵活,部分重配置比特流较小,所需的部分重配置比特流数量较少.     

基于MicroBlaze的PetaLinux嵌入式操作系统移植

近年来,SoPC(System On a Programmable Chip,可编程片上系统)的应用日益增多。针对此趋势,系统介绍了Xilinx公司的MicroBlaze软核处理器和PetaLinux操作系统的特点,利用EDK开发套件搭建一个基于MicroBlaze的硬件平台,并研究了PetaLinux的移植、自定义设备驱动的添加、配置和启动。实验证明,使用PetaLinux开发的SoPC能够满足用户复杂多变的需要,且构建简单、快速,缩短了产品的开发周期。     

基于MicroBlaze软核的液晶驱动程序设计

MicroBlaze嵌入式软核是一个被Xilinx公司优化过的可以嵌入在FPGA中的RISC处理器软核,具有运行速度快、占用资源少、可配置性强等优点;液晶显示器（LCD）具有功耗低、体积小、工作电压低、寿命长、可以显示复杂的文字及图形等优点。本文以信利MPG240128点阵液晶显示模块为例,选择Xilinx公司的Spartan 3E系列FPGA作为控制芯片,介绍嵌入式软处理器MicroBlaze与液晶显示模块的接口和图形显示的编程技术。     

基于动态部分重配置技术的自动测试系统研究

为了在不中断自动测试系统运行的情况下,将实现不同测试功能的比特流文件下载到其板载FPGA中,对动态部分重配置技术进行了研究;研发了一套基于CPCI架构的测控应答机自动测试系统;自动测试系统利用动态部分重配置技术和PCI总线技术,由主控计算机软件将满足不同测试需求的部分重配置比特流文件通过PCI总线动态下载到板载FPGA中,且不影响测试系统的正常运行;测试表明利用动态部分重配置技术,自动测试系统可以将以往需要多块板卡才能实现的功能集成到一块板卡中,大大增加了系统的集成度,并有效降低了系统的硬件成本,同时也能够使自动测试系统具备在线升级功能,增加了系统的设计灵活性。     

基于MicroBlaze的μC/OS-II操作系统移植

LT-H10滚齿机数控系统采用基于ARM的系统结构,其处理器等性能、资源比以往基于x86的系统受到很大的限制,所以CPU的占用率也相对较高.为了降低ARM CPU的占用率把系统运行的部分主站控制驱动程序迁移到底板FPGA MicroBlaze软核处理器上运行,本文提出了一种基于MicroBlaze软核处理器的μC/OS-II的移植方案.测试实验结果表明μC/OS-II系统移植到MicroBlaze之后能稳定的运行.快速的任务上下文切换更有利于数控系统的实时性.针对MicroBlaze μC/OS-II系统和ARM Linux系统设计了两个不同的任务调度算法对任务上下文切换的时间开销进行研究、测量和分析.此研究方案不仅可以满足基于ARM的数控系统的应用需要,同时适用于基于x86的数控系统,达到降低系统CPU占用率的目的,在嵌入式数控系统中具有重要的研究意义与应用价值.     

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。     

基于FPGA的遥测系统数据存储器控制模块设计

针对当前遥感系统存储器早期控制模块存在控制效率低的问题,提出了基于FPGA的遥测系统数据存储器控制模块设计。根据模块总体设计方案,设计模块结构和功能。其中模块结构是由自体测试接口模块、低速读写控制模块、高速流读写控制模块组成的,以SATA2.0接口为存储介质设计控制器,构建不同帧,进行数据间传输转换。设计稳态触发接口电路,达到高速流读写控制触发目的。根据软件主流程,在组合逻辑中插入寄存器使逻辑延迟,实现FPGA时序控制。采用分时操作方法,对命令层中控制器读写模式进行控制,实现传输层完成帧的控制收发。由实验结果可知,该模块最高控制效率优于传统模块,为数据高效存储提供支持。     

高层次综合技术在遥测地面站数据处理中的应用

针对遥测地面站所接收的遥测数据的数据结构复杂,使用FPGA实现遥测数据处理难度较大的问题,提出了基于高层次综合技术的地面站遥测数据处理方法;相对于传统的RTL实现方式,利用高层次综合技术,在实现同等功能的条件下,能够有效缩短FPGA设计、开发周期;经测试,使用高层次综合技术对遥测数据进行处理,其代码量仅为RTL实现方式的1/10至1/20,代码开发周期缩仅为RTL实现方式的1/4至1/10,且代码运行效率并无明显降低.     

基于EAPR流程的动态局部可重构实现

介绍实现动态局部可重构的方法,以EAPR流程为例,阐述通过时/空复用技术实现动态局部自动重构的基本过程。在此基础上,使用芯片内嵌的硬核处理器Power PC405来调度和管理芯片上其他可编程逻辑资源的自重构过程。在Virtex II Pro开发板上进行验证,结果表明,使用较小容量的FPGA硬件资源,可完成超过其容量规模的系统设计。     

基于CPRI协议的FPGA高速数据传输模块设计与实现

随着通信技术不断发展,CPRI协议作为无线基站的接口规范逐步完善,可支持的数据速率不断提高。本课题基于“新一代宽带无线通信网”国家科技重大专项：TD-LTE基站基带与射频模块间接口（Ir接口）仿真与监测工具开发。本文为了测试基带设备对IQ数据的处理能力,基于FPGA实现对用户数据（IQ数据）的实时高速传输至上位机进行存储。通过比较现有高速数据传输技术,提出采用分层化,模块化的设计思想,利用FPGA实现UDP/IP协议栈,通过千兆以太网传输至上位机。通过测试验证,本模块可实现对IQ数据的实时高速传输,满足设计要求。     

双MicroBlaze软核处理器的SOPC系统设计

设计了一款基于双MicroBlaze软核处理器、面向嵌入式领域的SOPC系统,在信息处理繁忙的情况下,实现两软核处理器之间的同步、通信和中断功能,提高信息吞吐率和系统灵活性,降低设备尺寸。两处理器之间通过Mutex模块实现同步功能,通过Mailbox模块实现通信和中断功能,通过共享BRAM模块实现大块通信功能,并进行了有效的功能验证。该SOPC系统在XUPV5－LX110T开发板上得到验证。测试结果表明,两软核处理器之间有效地实现了同步,通信和中断功能,达到了预期的效果,验证了方案的有效性。     

U-Boot在MicroBlaze处理器上的移植方法

在通信干扰系统中,为了分析干扰效果,通常需要对被干扰的信号进行采集和分析。由于文中所涉及的采集系统使用了Linux操作系统,因此需要用Bootloader（引导加载程序）将操作系统加载到采集系统的程序存储器,使系统投入运行。文中主要研究了该信号采集系统的Bootloader（U-Boot）的移植过程,针对采集系统所使用的硬件修改了U-Boot代码的文件,给出了U-Boot在移植过程中的详细步骤和修改要点,并对U-Boot启动后的采集系统进行了验证。结果表明,文中所移植的U-Boot程序可以正确引导Linux操作系统,并且能够提供操作系统所需参数,解决了该数据采集系统的操作系统无法加载的问题。文中的工作不仅为FPGA器件在嵌入式系统中的应用提供了一个较好的解决方案,同时文中所述的移植过程为相关的嵌入式系统设计人员提供了一定的参考。     

基于FPGA的视频图像采集系统的设计与实现

针对图象采集对实时性和可靠性的要求,提出并实现了一种以FPGA为控制核心的视频图像采集、存储系统。采用Altera公司的EP1C3T144C8FPGA芯片,完成了对视频解码芯片ADV7180的I2C总线配置,接着从视频流数据中提取有效图像信息并以Brust方式存储在SDRAM中。经过相关的测试,系统工作稳定,实时性和可靠性较好,充分发挥了FPGA控制灵活、速度快并且容易扩展的优点。     

基于MicroBlaze软核处理器的图像采集系统设计

针对传统图像采集系统功能单一及调试困难等缺点,在图像采集与处理系统中引入基于MicroBlaze软核处理器的SOPC;通过平台FPGA设计技术,在一片可重构SOPC中集成了一套用于图像数据采集与阶段调试的系统,内部OPB总线上采用自定义的IP核实现图像数据的采集与缓存控制,并通过USB口将图像处理数据向主机PC进行实时的转送;通过实验验证以及系统最终实现表明,该设计能快速高效地完成图像数据的采集与系统实时调试,具有体积小、可重构、稳定性好等特点,并已应用于某一科研相机的图像采集与处理系统中。     

基于FPGA的视觉处理系统设计与实现

从计算机视觉系统的基本体系结构出发,指出了计算机视觉系统要实现的主要功能,从理论上探讨了计算机视觉系统在硬件实现层次上存在的问题.进一步以立体视觉的应用要求为例提出了以现场可编程门阵列(FPGA)为核心芯片的视觉处理系统.因为FPGA具有极强的可重构性,可承担部分原来由上位机软件完成的运算,增强了视觉处理的实时性.其应用于计算机三维立体视觉系统中,作为前端的图像采集器和视觉协处理器取得了良好的效果.