基于FPGA的嵌入式系统综述

嵌入式系统的设计正在向片上系统（SOPC）的方向发展。文章主要介绍了嵌入式系统的组成及发展趋势和FPGA与SOPC的技术特点,综述了设计复用技术与SOPC的设计技术。总的来讲,基于FPGA的可编程片上系统（SOPC）具有设计灵活、可裁剪、软硬件可编程等特点和优势,所以对可编程片上系统进行研究就有着比较重要的意义。     

基于指令统计的SOPC硬件资源优化技术

在可编程片上系统（System on Programmable Chip，SOPC）中，特定应用程序中用到的指令是软核CPU指令集的子集，如果在FPGA中实现软核CPU时仅保留应用程序用到的指令子集，将可以提高硬件资源利用率．文中分析了对应用程序进行指令统计的方法，重点介绍了通过修改HDL文件对8051软核CPU指令集进行删减和扩充的技术．采用这一技术设计的SOPC芯片硬件资源利用率得到了显著的提高，降低了系统成本，适用于可编程逻辑资源受到限制和对成本敏感的嵌入式应用中．     

基于FPGA时分复用数字基带通信系统的设计

介绍了一个基于美国ALTERA公司FPGA芯片EPFl0K10LC84开发的时分复用数字基带通信系统。该系统设计采用EDA技术及自顶而下的设计思路，将时分复用主要硬件功能通过编程方式制作在两片FPGA芯片上。该系统结构简单，成本低，性能稳定，抗干扰能力强.     

数字同步电路的FPGA集成设计

在MAXPLUSⅡ平台上采用图形设计和VHDL硬件描述语言设计方式,设计了数字通信系统的位同步电路和帧同步电路,编译仿真后下载到一片FPGA芯片上,形成在线可编程嵌入式系统.整个电路集成在一片FPGA芯片上,不仅集成度高、功耗小、可靠性好、调试维护方便,而且形成了自己的技术内核.     

S698 32位SPARC嵌入式处理器设计及其应用

阐述了32位嵌入式处理器S698的设计、实现及其应用设计,并着重介绍了S698处理器芯片的体系架构、功能、片上外设配置以及S698处理器的芯片开发系统和应用开发系统。简述了基于S698处理器的CompactPCI主机板产品的应用设计。     

基于PXA 270的嵌入式数字存储示波器的研制

介绍了一种嵌入式数字存储示波器的设计原理与实现,该示波器以PXA 270为嵌入式CPU,采用现场可编程门阵列（FPGA）为逻辑控制单元。其数据采集部分由预处理电路、A/D转换器、同步动态存储器（SDRAM）和集成于FPGA芯片的数字逻辑电路组成;并在PB和EVC开发环境下完成了WinCE系统剪裁等嵌入式软件部分。该示波器经过实际测试,最高实时采样率可达1 GHz/s,达到预期设计要求。     

SG-DMA模式液晶显示模块的设计

目前液晶显示器(Liquid Crystal Display)广泛应用在各种电子设备中,是人机交换信息必不可少的设备。介绍一种基于ALTERA公司FPGA内嵌Niosii软核嵌入式系统平台,利用SG-DMA和视频同步信号发生器组件来控制液晶显示器的方法。这种控制液晶显示器的方法使液晶显示器的显存和CPU共用1片SDRAM芯片,不但节约1片显存SDRAM芯片,而且省去LCD液晶驱动芯片,即降低功耗和成本,又提高了控制速度,能够应用到各种需要液晶显示的仪器设备中。     

基于Mpc823e的引导程序分析和实现

在嵌入式系统上编写引导程序的例子，其平台基于Motorola公司的Powerpc823e处理芯片，采用Linux内核做为它的微型操作系统。分析嵌入式系统在Linux下的引导程序工作流程，并以开发的系统为例，介绍如何根据特定的主板与CPU来开发适合自己的引导程序。     

三种IP核总线接口比较分析

首先介绍了可编程片上系统(SOPC)和IP(Intel lectual Property)核的基本概念,然后介绍了Altera公司的两种总线标准Avalon和Atlantic,以及OpenCore的WISHBONE总线标准,最后对三者在灵活性和通用性方面进行了比较,探讨了在IP核开发中总线选择的问题。     

基于SOPC的远程电能质量监测系统的设计

针对目前远程电能质量监测系统中的缺陷,本文重点引入SOPC（System On Programmable Chip）技术,将该系统下位机的各个功能模块集成在一片FPGA（Field Programmable Gates Array）上,再通过GPRS网络以实现对远程电能质量的监测,以此构建的系统具有性能稳定、实时性强、集成度高、可重构的特点。作者首先给出了NiosII软核及SOPC的技术特点,并结合给出的设计方案就其中的设计要点、难点进行了阐述。     

Implementation of a kind of FPGA-based binary phase coded radar signal processor architecture

A flexible field programmable gate array based radar signal processor is presented. The radar signal processor mainly consists of five functional modules: radar system timer, binary phase coded pulse compression(PC), moving target detection(MTD), constant false alarm rate(CFAR) and target dots processing. Preliminary target dots information is obtained in PC, MTD, and CFAR modules and Nios II CPU is used for target dots combination and false sidelobe target removing. System on programmable chip(SOPC) technique is adopted in the system in which SDRAM is used to cache data. Finally, a FPGA-based binary phase coded radar signal processor is realized and simulation result is given.     

基于嵌入式Web服务器的测控系统

简要介绍了Web技术和嵌入式系统的应用现状以及web服务器的技术和原理，讨论了基于嵌入式Web服务器的远程测控系统的设计，完成了在无操作系统单片机环境中嵌入式Web服务器的开发，包括其硬件构成及软件设计，系统中的嵌入式Web服务器采用PIC18FXXX单片机进行设计。最后经过实际应用表明：该系统是可行的。     

基于NIOS II的中断技术在解算芯片的应用

大多数微处理器系统中都有一个中断系统及优先级逻辑。在NIOS II系统中也包含这些功能。NIOS II系统利用硬件抽象层系统库的应用程序接口函数创建中断服务子程序和管理寄存器窗口。该文主要分析了基于NIOS II的中断处理技术,并提供了导航解算芯片数据传输的解决方案,选择以FPGA作为导航解算芯片,结合配置芯片和接口芯片构建硬件系统,在NIOS II集成开发环境下开发应用程序,利用中断处理技术实现数据传输,并且满足数据信息传输和处理的精度和可靠性要求。     

Development of a Reconfigurable Platform for Manufacturing Equipment Control

In modern manufacturing equipment control area, controller is required to deliver higher computing capability for adopting advanced algorithms to meet speed and accuracy requirements, and reconfigurabilities for changing or (and) adding features or functions. This paper presents a methodology in design and implementation of a high performance and reconfigurable platform for manufacturing equipment control. This methodology is in virtue of system on a programmable chip (SoPC) technology but replacing the on-chip processor by an external high performance, floating-point digital signal processor (DSP). The application of the DSP is designed as a multi-threaded framework, which has more flexibilities than a traditional single-loop one. Furthermore, the field programmable gate array (FPGA) system can be reconfigured easily and quickly to meet a new requirement by dragging and dropping pre-built components in a SoPC building environment. As a result, the controller platform is more reconfigurable in terms of algorithms and functions. This platform is implemented in a 3-axis milling machine control and the result indicates that the design and implementation presented in this paper is feasible.     

基于B/S结构的GPRS无线数据传输系统的设计

针对远程数据传输中存在网络布线困难和线路检测困难等问题,设计了一种基于GPRS无线通信技术的数据传输系统.该系统在终端采用高性能ARM9处理器为控制芯片并移植了Linux嵌入式操作系统,在数据监控中心对数据采用B/S结构管理模式,本地客户端可以方便地通过任意Web浏览器与现场设备进行数据交互.文中主要给出了系统硬件设计和软件实现流程,通过实验表明,该系统能够有效地通过友好的Web界面把远程数据传输给客户端,适合于远程监控和工业数据采集系统等应用场合.     

基于PowerPC的通信系统设计与实现

介绍了嵌入式系统的构成、技术特点,结合具体的设计实例,论述了以Motorola公司的PowerPC微处理器MPC8260和Linux嵌入式操作系统为基础的嵌入式通信系统设计实现方法。     

现场可编程单片机通用外围接口芯片PSD及其应用

阐述了现场可编程单片机通用外围接口芯片PSD311的特点及原理，并通过实例分析，展现了现场可编程系统器件给单片机控制系统带来的优点。     

Development of a Reconfigurable Platform for Manufacturing Equipment Control

In modern manufacturing equipment control area,controller is required to deliver higher computing capability for adopting advanced algorithms to meet speed and accuracy requirements,and reconfigurabilities for changing or(and)adding features or functions.This paper presents a methodology in design and implementation of a high performance and reconfigurable platform for manufacturing equipment control.This methodology is in virtue of system on a programmable chip(SoPC)technolo- gy but replacing the on-chip processor by an external high performance,floating-point digital signal processor(DSP).The appli- cation of the DSP is designed as a multi-threaded framework,which has more flexibilities than a traditional single-loop one.Fur- thermore,the field programmable gate array(FPGA)system can be reconfigured easily and quickly to meet a new requirement by dragging and dropping pre-built components in a SoPC building environment.As a result,the controller platform is more recon- figurable in terms of algorithms and functions.This platform is implemented in a 3-axis milling machine control and the result indicates that the design and implementation presented in this paper is feasible.     

基于DSP的DMA嵌入式图像采集系统设计

介绍了一种针对视频图像的采集和处理系统.系统采用CCD摄像头、视频解码芯片SAA7111、可编程逻辑芯片CPLD、高速可读写存储器SRAM,以及数字信号处理器DSP等核心器件.笔者对DSP和CPLD的接口作了较为详细的讨论,设计时采用了DSP片上的DMA控制器以DMA方式进行图像数据的传送,这样不仅加快了数据传送的速度,而且使得系统的设计更加简捷清晰,调试起来更为方便.     

雨量水位监测系统设计

该文介绍了一种基于GPRS通信的雨量水位监测系统.该系统以嵌入式处理器为基础,通过GPRS无线通信技术,对雨量水位信息的进行采集及传输等处理,实现了雨量水位监测的实时性和自动化.从系统结构,硬件和软件等方面论述了该系统的设计.