基于SOPC技术的医用呼吸机主控系统设计

以Altera公司FPGA芯片为平台,利用SOPC技术和Nios Ⅱ处理器设计并实现了医用呼吸机的主控系统.     

基于NiosⅡ的嵌入式Web模块

针对目前一部分智能化设备无法接入互联网的问题,设计了一种基于NiosⅡ的带有CGI（通用网关接口）功能的嵌入式Web模块,该模块作为浏览器和具体应用之间的接口,解决了不带互联网接入功能的智能化设备的互联网接入问题。为智能家电、智能化测控仪器等提供了一种方便的通用互联网接口。该模块硬件电路采用SOPC（片上可编程系统）技术,在SOPC Builder中利用FPGA芯片定制所需的NiosⅡ处理器及各种接口电路,软件上利用NiosⅡIDE（集成开发环境）中集成的实时内核μC／OS—Ⅱ及嵌入式协议栈LwIP实现软件的设计。     

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SOPC技术的数据采集系统设计

SOPC是Ahera公司提出的一种灵活、高效的片上系统解决方案,它将处理器、存储器、I/O等系统设计所需要的组件集成到一个PLD器件上,构成一个可编程的片上系统.NiosⅡ是Altera公司推出的可以进行SOPC设计的处理器软核.文中提出了以FPGA为核心控制模块结合MAX125模数转换芯片,利用SOPC技术对FPGA进行设计.将NiosⅡ软核处理器嵌入到FPGA中,并编译集成其它模块实现高速数据采集系统的设计方案对FPGA的程序进行仿真,对系统硬件测试结果进行分析,证明系统可以稳定可靠的运行.     

基于SOPC的图像采集及传输系统设计

基于SOPC技术设计了一种软硬件结合的图像采集及传输系统,针对以往缓存在SDRAM中的图像数据对NiosⅡ的不可见性,提出在FPGA上采用SOPC技术实现图像采集、格式转换、图像缓存,通过设计基于DMA的高速缓存IP核,实现NiosⅡ对图像数据的实时、准确读取及传输。实验结果表明,该系统克服了以往缓存在SDRAM中的图像数据对NiosⅡ的不可见性,实现了对任意位置的图像数据准确、高效地读取,有利于扩充各种软件算法。     

远程心电医疗信号监测系统设计

随着HHCE(家庭医疗保健工程)的兴起与远程医疗的不断发展,提出一种面向用户终端使用的远程心电医疗信号监测系统的解决方案。该方案在硬件设计上以SOPC(片上可编程系统)技术为基础,在单片FPGA上实现整个系统构建,系统采用Altera公司的NiosⅡ软核处理器进行开发,平台关键模块使用硬件描述语言和Altera公司的EDA软件Quar-tusⅡV7.0进行设计,最终完成RTL级仿真与板级验证。着重阐述了整个系统关键模块的设计流程,并给出了关键技术的设计思路与重要步骤。     

基于NiosⅡ的LCD触摸屏应用设计

为了实现触摸屏作为设备的人机接口界面,使用FPGA的SOPC技术,在FGPA中构建了NiosⅡ处理器系统作为触摸屏的控制器,编写NiosⅡ控制程序实现了触摸屏信息显示和触控功能。程序中设计了显示区域规划结构,为系统的信息显示和触控功能的实现提供了一种相对通用的方法,能够增加代码的重用性和通用性,简化了显示界面的程序设计过程,提高了系统性能和开发效率。     

基才FPGA的DDSIP核设计

以Ahera公司的QuartusⅡ7．2作为开发工具,研究了基于FPGA的DDSIP核设计,并给出基于SignalTapⅡ嵌入式逻辑分析仪的仿真测试结果。将设计的DDSIP核封装成为SOPC Builder自定义的组件．结合32位嵌入式CPU软核NiosⅡ,构成可编程片上系统（SOPC）,利用极少的硬件资源实现了可重构信号源。该系统基本功能都在FPGA芯片内完成,利用SOPC技术,在一片FPGA芯片上实现了整个信号源的硬件开发平台,达到既简化电路设计、又提高系统稳定性和可靠性的目的。     

基于SOPC的列车环境异物入侵监测系统研究

研究一种基于SOPC技术的列车分布式环境异物入侵监测系统,系统将视频数据的采集、处理与传输集成到单片FPGA上,采集和处理部分用硬件描述语言编写成硬件模块,作为外设挂到NiosⅡ系统中,传输部分采用以太网接口IP核,构建成SOPC系统去实现异物入侵监测系统.同时,用户可以方便地添加IP核来扩展系统功能.最后,在Altera公司的DE2开发平台上进行验证,达到了设计的要求.     

基于FPGA NiosⅡ的信号发生器设计

介绍一种应用Nios Ⅱ嵌入式处理器的可编程片上系统(system-on-a programmable-chip,简称SOPC)技术来实现信号发生器的设计方案.该系统以Altera公司的Cyclone系列现场可编程门阵列(FPGA)为数字平台,将微处理器、总线、存储器和I/O接口等硬件设备集中在一片FPGA上,并利用数字调制技术使系统得到了正弦波、方波和三角波等.通过FPGA中双口RAM的数据读写产生波形.再充分利用片上资源,提高系统的精确度、稳定性和抗干扰性能.     

基于FPGA的音频播放系统设计

介绍了基于FPGA的嵌入式数字音频播放系统的设计.该设计在FPGA上利用WM8731编/解码芯片,通过配置SOPC中的NiosⅡ软核CPU和相关的接口模块来实现嵌入式系统的主要硬件结构,并结合软件设计来控制音频编/解码芯片和SD卡,实现了音频信号的D/A转换、存储、播放等功能.由于采用了SOPC技术,使得该系统具有集成...     

基于Nios Ⅱ的全彩LED音乐景观灯控制系统设计

介绍了基于NiosⅡ的SOPC（可编程片上系统）系统设计技术,给出了嵌入式32位NiosⅡ软核在UC／OS—Ⅱ操作系统中的CF卡系统、MP3解码算法和PWM（脉宽调制）IP核的定制方法。详细介绍了如何运用SOPC技术设计基于NIosⅡ软核处理器的嵌入式全彩LED音乐景观灯控制系统的设计方法。     

基于SOPC技术的高速数据采集系统的设计

提出了一种基于SOPC技术的高速数据采集和传输系统的解决方案.该系统通过在一片Altera公司Cyclone Ⅱ系列的FPGA芯片上配置Nios Ⅱ软核处理器、自定义的接口逻辑、传输模块和总线接口模块来实现其主要硬件电路,并利用软件集成开发工具IDE进行了系统软件设计.按该方法设计的数据采集系统,可以达到较高的数据采集速度和数据传输速度.由于采用了SOPC技术,该系统具有设计灵活、集成度高,以及较小的体积和较低的功耗等优点.     

基于SOPC技术的数字音频处理系统设计

介绍了一种基于语音编解码芯片TLV320AIC23和可编程片上系统(SOPC)技术的嵌入式数字音频处理系统设计方案,通过在Altera公司的CycloneⅡFPGA上配置NiosⅡ软核处理器、语音芯片TLV320AIC23的I2C配置模块、数字音频处理模块等相关接口模块来搭建硬件平台,并利用软件集成开发环境NiosⅡIDE进行软件设计来控制整个系统工作。最后对整个系统进行了调试,实验结果表明系统实现了数字音频的高速采集、存储及回放等功能。     

基于SOPC与嵌入式以太网的温湿度监测系统

为了实现对温湿度数据的实时远程监测,提出了基于SOPC与嵌入式以太网接口的温湿度监测系统设计方案,本系统充分利用了 SOPC系统资源的丰富性,在QuartusⅡ软件的Qsys中构建以NiosⅡ软核CPU和所需外设IP为核心的硬件架构,通过移植μC／OSⅡ操作系统作为软件平台,以LwIP为网络通信协议,采用LAN91C111与FPGA相结合构成嵌入式以太网接口进行对温湿度数据的传输和控制。由于其具有设计灵活、可扩展升级、占用资源少、节约成本等优势,大幅简化了系统的电路结构,使设计变的简单,易于实现。     

利用SOPC进行STM-I数据采集卡自动扫描系统设计

本文介绍基于Altera公司SOPC的TD- SCDMA网络测试仪STM-1数据采集卡自动扫描系统设计,利用嵌入在FPGA中的NiosⅡ处理器软核CPU,系统成功实现了ATM信元的分析和处理。     

基于μLC／OS—Ⅱ的SOPC系统平台下的网络通信

介绍了片上可编程系统（SOPC）的基本概念,着重描述了在FPGA内用NiosⅡ软核处理器植入μLC／OS-Ⅱ操作系统和TCP／IP协议实现远程网络通信和控制以及网口到RS-232串口的协议转换。     

满足各种嵌入式应用性能要求的嵌入式处理器

NiosⅡ系列软核处理嚣是Altera的第二代FPGA嵌入式处理器。NiosⅡ在StratixⅡ系列高性能FPGA中的性能超过200DMIP，能够满足各种嵌八式应用的性能要求。NiosⅡ系列包括三种产品——快速、经济和标准，每种产品都为特定的价格和性能范围进行了优化。所有这三种核都使用同样的指令集架构(ISA)，具有100％二进制代码兼容性；NirasⅡ处理器能通过QuartusⅡ开发软件中的SOPC Builder汞统开发工具添加到设计者的系统中。     

语音增强算法的FPGA实现

介绍了语音增强谱减算法的原理,设计并实现了基于FreeDev公司Altera CycloneⅡ开发板的FPGA语音增强谱减算法片上实时系统。系统使用Altera提供的SOPC Builder及IP核进行硬件系统设计,在NiosⅡIDE开发环境下编写软件工程。实验结果表明,采用FPGA实现语音增强算法系统是有效的。     

基于NiosⅡ的多功能数码相框设计

采用基于NiosⅡ软核处理器的SOPC技术实现了多功能数码相框的设计,充分利用了NiosⅡ软核的特性,在SOPC Builder中搭建系统硬件模块,通过SOPC Builder将各个功能模块集成到一个系统中,并且结合嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ来完成调度各功能模块的任务。实验证明,SOPC技术应用使系统集成度大大提高,功耗大幅下降,稳定性也有一定提升,并且成本不高,具有广泛的应用前景。