高速实时数据采集智能控制器的设计与实现

文章以嵌入式和数据采集技术为基础,研究设计并实现了基于ARM+FPGA体系架构面向高速实时数据采集应用的一种实用新型智能控制器。本文阐述了主处理器ARM最小系统、协处理器FPGA最小系统和ARM与FPGA通信接口等硬件系统技术的实现,以及Linux FPGA字符设备驱动程序开发、协处理器FPGA控制程序和主处理器ARM应用程序设计。智能控制器运用FPGA并行运算处理结构的优势,控制ADC进行高速数据采集。FPGA还可配置成软核处理器-Nios II嵌入式处理器,与ARM构成双核处理器系统。智能控制器通过ARM实现对FPGA的管理控制、实时数据采集和丰富外围接口的通信。     

Linux在Xilinx FPGA上的移植

Xilinx公司开发的Virtex-Ⅱ pro等FPGA结合可编程片上系统（SOPC）技术嵌入了PowerPC处理器硬核。本文结合Linux操作系统的优点及PowerPC嵌入式处理器硬核,在Virtex-Ⅱ Pro开发平台上,研究并实现了Linux操作系统在PowerPC405处理器中的移植,其中包括硬件平台的定制、交叉编译环境的建立、内核的配置及根文件系统的制作,最后通过具体的应用验证了系统的稳定性及可靠性。文中将处理器、操作系统与FPGA融合在一起完成既定的信号处理任务,既具有操作系统多任务、实时性等优点,又充分发挥了FPGA的优势,具有较好的应用前景。     

基于ARM+FPGA的影像交互与显示系统设计

为促进航空测绘信息获取的数字化、一体化、实时化,本文利用FPGA(Field-Programmable Gate Array,即现场可编程门阵列)并行处理的优势结合ARM处理器低功耗高性能的特点,基于ARM+FPGA的双核硬件架构实现了影像的交互与显示。该系统以Linux操作系统为软件开发平台,以ARM11嵌入式处理器为硬件核心、FPGA作为协处理器,采用FPGA片内FIFO(First Input First Output,即先进先出存储器)作为ARM处理器与FPGA之间的高速通信桥梁,针对Linux 2.6.36内核完成了对FPGA设备的驱动设计,并基于Qt图形用户界面实现了影像的实时显示。测试结果表明,ARM处理器与FPGA之间能够实现VGA(640×480)图像的高速交互,帧率可达26帧/s,最大传输带宽为182Mbps。该系统不仅体积小、功耗低、成本低,而且稳定性好、功能强,能够满足航空遥感摄影系统的实时性要求。     

基于ARM9与FPGA的嵌入式固态存储系统

设计并实现了基于ARM9与FPGA协同工作的嵌入式固态存储系统,详细介绍了系统的组成,关键器件的性能特点与重要模块的功能;深入研究了ARM9嵌人式系统的引导方法,Linux下FPGA驱动程序的设计方法,FPGA实时管理固态存储阵列的实现方法.该系统充分利用了构建基于ARM9的linux嵌入式系统的高效便捷的优势;同时充分发挥了FPGA丰富的I/O引脚、可靠的实时处理等优点,软硬件合理结合,较好地满足了系统对外接口的要求,系统存储容量与记录速度的指标要求.     

基于Linux系统的FPGA芯片在线加载的设计和实现

分析了一款FPGA芯片程序加载的原理和过程,介绍了一种在Linux操作系统下, CPU模拟JTAG接口时序在线加载Lattice系列器件的设计和实现。通过设计和实现在Linux系统下的设备驱动层,向上层加载应用程序提供调用接口,完成FPGA芯片程序的在线自动加载过程。通过实践表明,该系统具有稳定性高、操作便捷、易用性强以及可移植性强等优点,具有一定的参考意义。     

基于嵌入式的红外电力监控系统的设计

以ARM微处理器和现场可编程门阵列(FPGA)芯片为核心,设计了基于Linux系统下的红外电力监控系统。以FPGA的存储电路和与ARM处理器的接口电路,为红外图像搭建数据通道。以ARM-Linux操作系统下的QT来开发电力监控的软件系统,实现红外图像的采集、处理以及温度监控等功能。该系统充分利用了ARM微处理器的控制能力和FPGA的高速并行运算能力,大大减少了系统的外围接口器件,有效地降低了系统的成本。     

基于FPGA与Linux嵌入式设计在TBH522型短波发射机自动调谐系统中的应用

本文介绍基于FPGA与嵌入式Linux设计,实现短波发射机自动调谐系统的方法。对嵌入式操作系统在FPGA平台上的移植、硬件接口、驱动程序、图形系统以及存储方式等设计进行相关的分析和研究。阐述利用FPGA实现自动调谐系统中步进电机的控制以及与相关控制子系统通信的设计。     

Virtex-5 FXT FPGA ML510嵌入式开发平台

Virtex5 FXT FPGA ML510嵌入式开发平台,用于开发支持双处理器的高性能嵌入式系统。这一新的开发平台基于集成双Power PC 440处理器的Virtex-5 FXT FPGA,并且可以支持Linux和VxWorks操作系统,为软件和硬件设计团队提供了无与伦比的灵活性和计算能力。     

基于ARM和FPGA的视频监控系统设计

设计并实现了一种基于ARM+FPGA的视频监控系统,以ARM9处理器为主控制器,FPGA为协处理器,构造ARM与FPGA间的高速数据传输通道和基于Linux的轻量级的图形驱动,完成实时视频采集和显示。实验结果表明,该设计能够流畅播放PAL/NTSC两种制式视频信号,具有良好的扩展性、稳定性和较快的响应速度。     

基于ARM-Linux的数据采集和网络传输系统设计

文中设计了一个基于ARM9处理器和嵌入式Linux OS的多路数据采集和网络传输系统.该系统以三星公司的S3C2440处理器为核心,配以DM9000百兆自适应网络控制芯片,通过互联网将由FPGA控制的多达64路AD采集通道采集的数据发送到网络终端上,实现了远程数据采集的功能.软件平台移植了最新的Linux2.6.30.4内核,并基于Linux OS之上实现了Socket网络应用程序.随着互联网技术的不断发展,本系统在网络时代有着广阔的应用前景.