SOPC（片上可编程系统）：灵活、高效的解决之道

SOPC(System on a programmable chip:片上可编程系统)是Altera公司提出来的一种灵活、高效的解决方案,它将处理器、存储器、I/O口、LVDS、CDR等系统设计需要的东西集成到一个PLD器件上,构建成一个可编程的片上系统,它所具有的灵活性、低成本可让系统设计者获益非浅。 11月1日,Altera公司在北京举行了半天的研讨会,主要讨论了SOPC蕴含的技术,并展示了实践中构建的基于SOPC的系统。借这次会议机会,我采访了Altera公司中国区总经理赵典锋先生,请他详细介绍了SOPC的关键技术和应     

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.     

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SOPC的红外实时成像系统的研制

采用SOPC技术可使非制冷焦平面红外成像系统体积更小、功耗更低、性能更稳定。本文提出并研制一种基于SOPC的红外图像实时处理系统,以ULIS公司的UL 01 01 1型红外探头为基础器件,以Altera公司Cyclone Ⅰ系列FPGA芯片为处理核心,实时完成数据采集、图像处理和模拟输出,得到标准模拟视频图像。系统结构合理、性能稳定、图像清晰,满足工业应用要求。     

基于Nios Ⅱ的网络化文件管理系统的设计

以Altera公司的Nios Ⅱ处理器为核心,构建SOPC,在系统中加入SDRAM控制器,以太网控制器,SD卡控制器以及UART,jtag_uart或自定义的模块,构建一个片上系统,并基于μC/OS Ⅱ嵌入式操作系统进行网络通信和文件系统等方面软件的开发.     

数据驱动片内多核通信结构

针对当前条件下多核处理器遇到的通信瓶颈问题,设计了一种采用数据驱动机制的片内多核通信结构,该结构包括数据驱动模块和片上路由器.数据驱动模块用来进行数据完备性检测;片上路由器则实现处理器核间的通信及"簇"间通信.在Altera公司的CycloneIII开发板上使用NIOS软核构建了多核系统进行了验证.实验结果表明,本设计可以有效的实现多核片内通信,具有很好的可扩展性.     

集成化图像控制引擎的研究与实现

随着半导体技术以及计算机软硬件技术的飞速发展,对于图像的显示和控制技术也呈现出越来越多的方式。文中介绍了一种基于NIOS II软核处理器实现对SD卡驱动与TFT-LCD控制的方法。在设计中利用FPGA的Altera的SOPC Builder定制NIOS II软核处理器及其与显示功能相关的模块来协同从SD卡读取JPEG格式的图片,经过FPGA解码处理显示于TFL-LCD上,并使用触摸控制实现图片的前进、后退、,暂停、自动播放时间控制功能。     

基于FPGA的CAN控制器软核的设计与实现

本文参照CAN2.0总线协议设计了一个CAN控制器软核。具体设计采用TOP-DOWN方式,上层采用模块化设计,最底层模块以Verilog语言编写而成。测试了软核在Xilinx公司和Altera公司部分FPGA上的资源利用和性能情况。此外,基于SOPC技术将处理器软核和CAN控制器软核集成在单片FPGA中,构建了一种新型的CAN总线系统,并在该系统中完成了对控制器软核的测试验证。     

基于SOPC和Nios Ⅱ的一种数码相框设计

主要介绍了一种在Altera DE 2平台上的数码相框的实现方案。基于μC/OSII实时操作系统实现多任务管理运行模式,采用Nios Ⅱ 32位处理器作为LED显示屏控制系统的核心。使用SOPC Builder软件定制集成IP核,通过外扩存储设备实现数据的海量存储,解决了FPGA内部资源相对不足的问题。同时,合理组织数据存储方式,降低了数据处理和控制系统的复杂度。讨论了NiosII软核处理器设计过程,通过NiosⅡ控制用户自定义模块以乒乓操作的方式实现对硬盘视频数据与两片内存间的DMA传输。FPGA作为整个系统的控制核心,它负责对采集到的图像数据进行汇总,并对整个系统进行智能控制。结果证明,该系统操作简单,工作稳定可靠,快速高效,具有广阔的应用前景。     

基于FPGA的语音录制与回放系统

系统用FPGA实现了I2C总线控制器,以Altera公司的NiosⅡ嵌入式软处理器为核心,结合高品质数字信号音频编/解码芯片WM8731成功地实现了语音的录制及回放功能,同时利用Matlab7.0.4软件对所采集的语音数据进行仿真。系统采用SoPC技术,自行设计采集模块和I2C协议驱动模块,并通过AWALON总线挂载在Nios软核上实时高速采集与回放。实践表明,系统具有集成度高,稳定性好,实时性强的特点。     

基于SOPC可重构的图像采集与处理系统设计

针对目前PC算法无法实现图像实时处理以及固定硬件平台很难实现算法修改或者升级的问题,设计一种基于SOPC可重构的图像采集与处理系统,实现了图像数据的片上实时处理以及在不改变硬件电路结构而完成算法修改或者升级的功能。此系统围绕两块Xilinx FPGA芯片进行设计,通过FPGA以及其Microblaze 32 bit软核处理器和相关接口模块实现硬件电路设计,结合FPGA开发环境ISE工具和EDK工具协作完成软件设计。由于采用SOPC技术和可重构技术,此设计具有设计灵活、处理速度快和算法可灵活升级等特点。     

基于SOPC的实时图像存储系统的设计

基于目前实时图像存储的解决方案研究的现状与发展趋势,本文研究了基于SOPC技术的实时图像存储设计方案。使用ALTERA公司的NiosII软核处理器作为总控制器,采用CCD传感器加ADV7181B视频解码芯片进行实时图像数据采集,SDRAM用来存放实时图像数据与程序,VGA控制器控制实时图像显示。     

基于NiosⅡ的IP Camera传输系统实现

介绍一种基于NiosⅡ软核的网络摄像头采集与以太网内传输.以及上住机显示系统.利用Altera公司提供的QuartusⅡ、SOPC Builder和NiosⅡ IDE等工具,通过NiosⅡ软核控制.实现在SRAM中存满一帧图像的传输方法,并且在上位机中开发套接字应用软件来接收、显示视频.并验证了远程视频监控的可行性.     

基于sopc的远程数据采集系统

介绍了用niosⅡ微处理器控制的数据采集及基于GSM网络的数据无线传输系统。Sopc是Altera公司提出的一种灵活，高效的片上系统设计方案；它将处理器，存储器，I／O口等系统设计需要的组件集成到一个pld器件上，构建成一个可编程的片上系统。NiosⅡ是Altera公司最新开发的可以进行Sopc设计的处理器软核。GSM通讯技术是短信息有了广泛的应用，同时SMS有覆盖区域广，运营费用低，开发方便，可靠性高等优点，十分适用远程数据传输。     

基于SOPC的LED显示屏控制器设计

可编程片上系统(SOPC)是一种灵活、高效的片上系统解决方案,为LED控制系统设计提供了一条新的途径。介绍了基于SOPC的LED脱机显示屏控制系统硬件和软件的设计,系统地阐述了采用Altera公司的Cyclone芯片为核心的硬件平台构建,并且给出LED控制系统的设计框图。详细介绍了NiosⅡ系统中USB控制模块、以太网控制模块和LED控制模块等自定义模块的设计。最后分析系统软件的设计流程及部分实现要点。设计结果表明采用SOPC解决方案具有较高灵活性和稳定性,LED显示屏的性能有明显的提高。     

基于SOPC基本信号产生器的设计与实现

介绍一种基于SOPC的基本信号产生器的设计技术,以Altera公司EP1C6Q240C8为硬件核心,把软核CPU嵌入到FPGA之中构成片上系统(SOPC),并结合存储电路、高速DAC电路、LCD电路、键盘电路、JTAG配置电路以及电源电路等进行了硬件电路的设计,以此实现基本信号产生器。阐述了各主要模块设计方案,并给出软硬件测试图。通过示波器观察,满足了系统设计要求,达到预期目标。     

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。