SOPC Builder中IP构件的设计与实现

Altera公司的SOPC Builder是一个灵活、方便的系统设计工具,用来在可编程逻辑器件上快速搭建片上系统。有效的片上系统设计依赖于可复用的IP核。介绍了可编程片上系统中IP核总线接口的设计,并结合实例说明如何将用户逻辑包装成SOPC Builder的IP构件,以方便今后的复用。     

基于Nios Ⅱ的信号发生器

可编程片上系统(SOPC)设计是一个崭新的、富有生机的嵌入式系统设计方向。嵌入式集成化设计己成为电子领域发展的一种趋势。Altera(?) Quartus(?)Ⅱ设计软件为可编程芯片系统(SOPC)提供最全面的设计环境。本文介绍基于NiosⅡ的波形发生器在QUARTUSⅡ工具包下的设计与实现。该设计采用嵌入式软处理器核NiosⅡ以及自主编写的包括实现DDS在内的多种IP Core,最大限度地实现系统的集成化。     

基于8051IP核的SOPC开发应用

随着片上可编程系统SOPC技术的日趋成熟,利用IP核重用技术设计可定制的微处理器系统使得嵌入式系统设计变得简单灵活,介绍了8051IP核的开发应用过程,提出了以8051IP核为基础的MCU片上系统解决方案,通过对LCD液晶显示器的控制,验证了IP核重用技术的灵活性。     

8051 IP核的应用开发系统研究

随着片上可编程系统SOPC技术的日趋成熟,利用IP核重用技术设计可定制的微处理系统使得嵌入式系统设计变得简单灵活,本文介绍了8051 IP核的设计过程,提出了以8051 IP核为基础的MCU片上系统解决方案,通过对步进电机的细分控制,验证了IP核重用技术的灵活性.     

基于SOPC的指纹识别模块设计

随着EDA技术及微电子技术的飞速发展,现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array,简称FPGA）的性能有了大幅度的提高。以Nios Ⅱ软核处理器为核心的SOPC（Systemon Programmable Chip）系统便是把嵌入式系统应用在FPGA上的典型例子,本文设计的指纹识别模块就是基于FPGA的Nios Ⅱ处理器为核心的SOPC设计。通过IP核技术和灵活的软硬件编程,实现Nios Ⅱ对FPGA外围器件的控制,利用SOPC Builder将Nios Ⅱ处理器、指纹读取接口UART、键盘与LCD显示接口、FLASH接口、SDRAM控制器构建成Nios Ⅱ硬件系统,后者是电源和时钟电路、SDRAM存储器电路、FLASH存储器电路、LCD显示电路、指纹传感器电路、FPGA配置电路这些纯实物硬件设计。     

基于FPGA的SOPC自定义IP核的设计

基于FPGA的SOPC设计技术是当前电子设计领域的最前沿技术之一,自定义IP核是SOPC系统灵活性的重要体现,是SOPC系统设计的重中之重。本文以ALtera公司Cyclone系列的EP1C6Q240C8为例详细阐述用户自定义IP核设计方法及其使用SOPC Builder开发的流程,并在此基础上开发出七段数码管（LED）的自定义IP核。在Quartus Ⅱ8.0环境下,用Verilog实现LED的硬件设计;在NiosⅡIDE环境下,基于C语言开发LED的软件应用程序接口（API）函数来访问和控制硬件。     

Avalon总线SHT11的自定义IP核的开发

首先简要介绍了SOPC和Avalon总线,详细阐述了温湿度传感器SHT1自定义IP核的开发流程.该IP核根据其驱动控制器的规范以及时序要求,利用SOPC的Avalon总线,采用嵌套状态机,构建了基于NiosⅡ嵌入式处理器片上系统.CPU通过自定义的IP核对SHT11控制读写,并在农业大棚中应用,测试所得数据准确.其他用...     

一种新型可编程多轴控制器PMAC的设计

通过SOPC Builder搭建出的NiosⅡ微处理器软核及外围设备控制器作为可编程多轴控制器硬件平台,本文较详细地介绍基于μC／OS-Ⅱ的多轴控制器的软件设计思想。系统将μC／OS-Ⅱ与片上可编程技术SOPC的特点充分结起来,很好地解决了可编程多轴控制器PMAC（Programmable Multi -Axis controller）的程序结构复杂以及实时性差难题。实验结果表明,改善了传统系统软件单任务顺序机制,系统安全性、实时性都得到了显著的提高。     

面向SOPC的异构IP快速集成

设计并实现了一个片上可编程系统（SOPC）设计工具ESIGE，它通过开放式的结构对不同来源的异构软核IP进行封装，对SOPC设计人员屏蔽了IP的复杂性．不同实现方式和不同总线接口的IP可以混合使用．ESIGE通过层次化的集成和灵活的IP互连方式支持复杂的IP互连结构，利用虚拟设计和自动化的IP集成显著地降低了SOPC设计的工作量．     

基于FPGA的图像采集与VGA显示系统

针对传统的PCI图像采集卡的弊端,利用Altera公司的DE2开发平台,设计了基于现场可编程门阵列(FPGA)的图像采集与VGA显示系统。该系统以嵌入了NiosⅡ软核的可编程逻辑芯片FPGA作为控制器,以图像传感器、数字存储器、视频D/A转换器、VGA显示接口等作为FPGA外设,利用可编程片上系统(SOPC)技术实现对FPGA及其外设的编程与控制,最终实现对实时图像的采集、处理与显示。设计结果表明,利用SOPC技术实现的电子系统具有设计方法灵活高效、可移植性强、易于实现高速数据采集、通用性好等优势。     

基于SJA1000IP核的CAN总线通信系统

分析了CAN总线控制器的工作原理,以SJA1000为模型,提出基于SOPC技术的CAN总线控制器的设计方案,并完成SJA1000IP核的设计;完成了在Altera的CycloneIII型FPGA芯片上集成微处理器核、SJA1000IP核、数据RAM、程序ROM为一体的完整CAN总线通信系统的设计。实验结果验证了SJA1000IP核设计方案的合理性。     

SOPC中NiosⅡ的LCD显示驱动IP设计

针对SOPC Builder系统没有提供128064液晶模块驱动的问题,以CBG128064液晶模块为例,采用有限状态机,用Verilog HDL语言设计了显示驱动IP核,并构建了基于NiosⅡ嵌入式处理器的片上系统。通过把显示驱动IP核下载到Cyclone系列FPGA上,验证了该设计的可行性。     

基于SOPC的边界扫描测试控制器IP核设计

在研究边界扫描数字电路测试技术标准IEEE1149.1的基础上,采用SOPC设计技术,用FPGA设计实现了一款基于Avalon总线的边界扫描测试总线控制IP核,与其它复用IP核可形成以NIOS Ⅱ处理器为核心的通用数字电路边界扫描测试控制器,该控制器产生符合IEEE1149.1标准的测试信号控制被测边界扫描系统,进行各种边界扫描测试;该IP核的成功设计,为基于边界扫描的电子系统机内自测试系统的实现,奠定了坚实的应用基础。     

FPGA在数据接收存储及传输中的应用

为了适应未来嵌入式快速发展的要求,提出了一种基于Xilinx FPGA利用片上可编程系统(system on a programmable chip,SOPC)技术实现大量数据的CF卡(compact flash)存储以及使用轻型IP协议(light weight IP,LwIP)进行数据传输的方法.对整个系统的硬件结构,Xilinx SOPC开发工具、流程和采用的关键技术进行了介绍.在此基础上应用Xilinx的嵌入式开发套件,以Xilinx公司提供的知识产权(intellectual property,IP)核为基础,搭建了一个SOPC平台.通过将CF卡、LwIP协议应用于软件设计中,实现了驱动程序和应用程序的开发,并通过与上位机进行通信测试,测试结果表明了该设计的可行性和有效性.     

uIP协议栈在SOPC系统中的应用

为了提高嵌入式系统设计的灵活性,适应未来嵌入式系统发展的方向,提出了一个基于Xilinx FPGA利用片上可编程系统(system on a programmable chip,SOPC)技术实现以太网数据传输的方法.对整个系统的硬件结构,Xilinx SOPC设计所使用的工具、流程和采用的关键技术进行了介绍.在此基础上应用Xilinx的嵌入式开发套件,以Xilinx公司提供的知识产权(intellectual property,IP)核为基础,搭建了一个SOPC平台.将uIP协议栈应用于软件设计中,实现了驱动程序和应用程序的开发.与上位机进行通信测试的结果表明了该设计的可行性和有效性.     

基于SOPC技术的直流电机控制系统的设计

介绍了一种基于SOPC技术在FPGA上实现的直流电机控制系统。采用硬件描述语言Verilog HDL在Quartus Ⅱ中完成了PWM IP核的设计,并在Nios Ⅱ集成开发环境中编写了PID控制算法及相应的应用程序,实现了直流电机转速和转向的准确控制。     

基于Avalon总线的VGA控制器IP核设计

VGA是一种标准的显示接口,随着高速图像处理技术的发展,对VGA控制器IP核有了更多的需求,VGA控制器IP核已成为片上系统芯片中的一个重要部件.依据VGA接口原理,使用Verilog HDL语言并且利用SOPC技术实现VGA控制器IP核,通过一个实例,阐述VGA控制器在SOPC中的实现方法.