基于NiosⅡ的音频信号分析仪设计

文中研究了一种基于傅立叶变换和Nios软核控制器的硬件音频信号分析方法,并构成一种音频信号分析仪。该仪器通过Avalon—ST总线有效的把FFT IP核与Nios软核处理器有机的结合起来,在FPGA芯片上配置NiosⅡ软核处理器和相关的接口模块来实现嵌入式系统的主要硬件结构,该结构使得软件和硬件集成到一片可编程逻辑器件平台上,使设计同时获得软件的灵活性以及硬件的高性能优势。设计中,在AlteraEP2C35系列FPGA芯片中嵌入NiosⅡ软核处理器,使之集成在一片FPGA上,开发效率高、灵活性强,能较好地满足的市场需求。     

基于SOPC处理器的嵌入式生物医学测量系统设计

本文介绍了以Nios II处理器为基础的SOPC设计,并通过以一个应用实例--Nios II软核处理器在生物医学测量系统中的应用来介绍IP Core的设计和Nios II硬件平台的定制、uClinux系统的移植、驱动程序和应用程序的设计,着重分析了Nios II系统下用户自定义逻辑的设计和DMA流传输在设计中的应用。     

单片DSP处理器功能系统的SOPC技术设计

结合Altera公司推出的Nios II嵌入式软核处理器,提出一种具有常规DSP处理器功能的Nios II系统SOPC解决方案;利用Nios II可自定义指令的特点,通过Matlab和DSP Builder或直接用VHDL设计并生成复数乘法器、整数乘法器和浮点乘法器等硬件模块,将它们定制为相应的指令,从而将软件的灵活性和硬件的高速性结合起来,较好地解决了传统DSP处理器所面临的速度问题、硬件结构不可重构性问题、开发升级周期长和不可移植性等问题。     

基于SOPC的远程数据采集系统设计

在许多恶劣的环境下,测量者不能长期置身其中,使得数据采集和传送变得非常困难。为了解决这一问题,设计了一种基于SOPC的远程数据采集系统。以Nios II软核处理器和所需的外设IP核嵌入到FPGA中为硬件架构,以移植μC/OS-Ⅱ实时操作系统和TCP/IP协议为软件体系,实现了开放式可重构的软硬件体系结构。通过对温湿度采集,表明该系统能够满足高速采集数据的实时性和同步性要求,具有广泛的适用性和良好的应用前景。     

基于SOPC的远程数据采集系统设计

在许多恶劣的环境下,测量者不能长期置身其中,使得数据采集和传送变得非常困难。为了解决这一问题,设计了一种基于SOPC的远程数据采集系统。以Nios II软核处理器和所需的外设IP核嵌入到FPGA中为硬件架构,以移植μC/OS-Ⅱ实时操作系统和TCP/IP协议为软件体系,实现了开放式可重构的软硬件体系结构。通过对温湿度采集,表明该系统能够满足高速采集数据的实时性和同步性要求,具有广泛的适用性和良好的应用前景。     

基于 NiosII 的音频信号分析仪设计

文中研究了一种基于傅立叶变换和 Nios 软核控制器的硬件音频信号分析方法,并构成一种音频信号分析仪.该仪器通过 Avalon-ST 总线有效的把 FFT IP 核与 Nios 软核处理器有机的结合起来,在 FPGA 芯片上配置 NiosII 软核处理器和相关的接口模块来实现嵌入式系统的主要硬件结构,该结构使得软件和硬件集成到一片可编程逻辑器件平台上,使设计同时获得软件的灵活性以及硬件的高性能优势.设计中,在 Altera EP2C35系列 FPGA 芯片中嵌入 NiosII 软核处理器,使之集成在一片 FPGA 上,开发效率高、灵活性强,能较好地满足的市场需求     

基于 Nios II 的高性能电网谐波表的研制

电力系统的谐波是影响电能质量的重要因素,谐波对电力系统和用电设备产生了严重危害和影响.文中针对现有电网谐波表对谐波检测实时性不高和精度低的问题,提出一种基于 Nios II 软核和 FFT IP 核为核心的电网谐波表的设计方法.设计中 FFT IP 核、键盘、显示等模块通过用户自定义外设组件的形式添加到 SOPC Builder 中,同时通过 Avalon-ST总线有效地把 FFT IP 核与 Nios II 软核处理器有机地结合起来,实现控制灵活、高速实时的电网谐波表.该设计已在 Altera芯片 EP2C35F672C6上进行实现,能够满足100MHz 的系统时钟,提高了实时性.     

基于NiosII的数字视频系统设计

介绍基于NiosⅡ的数字视频系统的实现方案。本设计利用Altera公司最新的SoPC（可编程片上系统）解决方案——以NiosⅡ嵌入式软核处理器为核心，实现数字视频系统。文中介绍系统硬件结构和功能，硬件系统程序编写和软件实现程序编写。与传统的FPGA设计方案相比，该方案可提高系统性能，降低软件开发成本和硬件实现风险，具有灵活性、高效性和低成本的特点。     

基于NiosⅡ的视频采集及网络传输系统的实现

研究了一种以NiosⅡ为处理器核心的视频采集及网络传输系统并FPGA实现.系统采用双NiosⅡ处理器构架,利用SOPC技术构建网络平台,分析了SOPC系统定制、存储空间共享、内存映射、双核通信的实现机制.设计采用PAL制式的摄像头作为视频数据源,两个NiosⅡ软核和外设组成的SOPC系统负责视频数据的采集、缓存、打包及发送.系统中双NiosⅡ协同工作,以嵌入式Linux操作系统作为软件平台,在RTP实时传输协议的支持下实现视频数据网络传输,提高系统的工作效率和稳定性.     

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SOPC的DDS函数发生器的设计

采用SOPC和DDS技术,基于FPGA芯片设计了一个多功能函数信号发生器。该函数发生器的按键控制电路、信号频率显示电路、波形产生电路以及D／A转换控制电路均由FPGA完成。用嵌入NiosⅡ软核作键盘输入控制。各种波形离散点采用分区存储的方法,存储在一个ROM中。     

基于SOPC的定量称重控制系统的设计与实现

针对全自动定量称重控制系统所要求的高精度、高可靠性、多功能等特性，给出了基于多Nios Ⅱ嵌入式软核处理器的全自动定量称重控制系统的可编程片上系~（SOPC）软硬件设计方法。采用称重传感器、模数转换器AD7730、去极值平均滤波算法和预测控制算法，实现了颗粒、粉末状等物料的高精度测量及自动包装控制。该系统具有开发周期短、成本低、可靠性高、易于扩充等特点，现场测试结果表明，系统测量称重误差小于0．2％。     

基于SoPC的实时视频处理与显示设计

介绍了一种采用SoPC技术,适用于光照度不够均匀造成图像灰度过于集中环境下的视频处理与显示设计。该系统基于FPGA技术,通过将NiosⅡ软核处理器、用户自定义逻辑模块、存储器、I/O等集成到单块低成本的FPGA上,实现对解码芯片SAA7113H的初始化及配置、视频图像灰度信号直方图统计以及灰度均衡化的实时处理与显示。其设计灵活、可靠性高,并且降低了成本和功耗。     

基于SOPC的宽幅喷墨打印机控制系统

针对宽幅喷墨打印机大量图像数据的传输和处理、系统运动控制器的复杂算法实现及产品后续的升级开发等问题,采用Nios II嵌入式软核处理器为核心,通过添加外围相应的存储、通信及控制模块,设计基于可编程片上系统的宽幅喷墨打印机控制系统。实验结果表明,该系统集成度高、对大量图像数据的传输和处理速度快、工作可靠性好。     

FPGA的数字脉冲延时发生器设计

本文主要介绍了一种数字式脉冲延时发生器的设计方法,该方案是基于Altera(被Intel收购)的Cyclone Ⅳ系列FPGA实现的,为了同时满足高延时分辨率与大的可调范围,采用了粗细结合的延时方法,粗延时通过计数器法实现,细延时通过AD9501专用延时芯片实现;为了让用户与系统进行通信,在FPGA内部构建了Nios Ⅱ软核处理器,并且编写软件程序实现人机交互。对系统的关键模块进行了仿真,仿真结果显示模块设计符合需求,最终延时系统可以实现精度为16.5 ps、可调范围约为1.1 s的延时。     

基于SOPC的汽车车牌识别系统设计

介绍一种基于SOPC的车牌识别系统的设计方案,利用SOPC Builder创建和配置Nios II软核处理器及其外围设备,实现对图像传感器输出数据的采集、存储和显示;在Nios IDE软件开发平台上设计本系统图像处理的程序流程,通过对车牌图像进行定位、字符分割、字符识别等操作,完成对车牌号的处理。这种基于SOPC技术的车牌识别系统降低系统软硬件设计的难度,缩短开发周期,并提高设计的可靠性,具有较高的实用价值和应用前景。     

基于FPGA的双通道实时图像处理系统

针对基于PC机式图像处理系统实时性不强,FPGA+DSP模式成本高、资源利用不充分、设计难度高等问题,设计了一种新的双通道实时图像处理系统.以一片FPGA芯片为核心处理器,利用红外热像仪和CCD摄像机采集视频图像,经AV视频线送至ADV7180完成视频解码,图像处理模块通过Verilog语言、内嵌DSP硬核以及Nios II处理器予以实现.实验表明,系统实时性强、图像处理效果良好,并具有成本低、设计简单、应用灵活等特点.     

基于SoPC的复合信号幅频测试仪

设计了一种基于SoPC的复合信号幅频测试仪,给出了基于Hamming窗频谱函数比例查表法,有效解决了FFT变换中栅栏效应问题。依靠IQMath函数库在NiosⅡ软核上进行了高速FFT运算,实现了在1.5 s内对复合频率信号的主次分量频率、幅度信息的精确计算,同时通过SoPC系统的DDS组件配合滤波电路实现了复合频率信号的精确重建。     

基于Nios Ⅱ的新型污水处理数据采集系统设计

针对目前中小型水厂的需求及实际情况,以FPGA作为核心控制单元,并在其中定制Nios Ⅱ软核处理器,设计了一种新型污水处理数据采集系统。此系统具有开关量和模拟量的采集及输出功能,通过SPI总线与上位机通信。通过移植μC/OSⅡ嵌入式实时操作系统,实现多任务调度。经过实验验证,系统实现了预期功能,具有良好的灵活性和性价比。     

SoPC技术在网络化实验教学监测系统中的应用

以网络化实验教学为背景,设计了一种基于NiosⅡ软核处理器和嵌入式实时操作系统的网络化实验教学数据采集系统。利用Quartus Ⅱ及SoPC Builder开发工具,对Nios ⅡCPU硬件资源进行重配置,自行定制CPU,并根据应用需要组建外围硬件接口,完成了一个基于FPGA的高性能嵌入式硬件系统的设计。采用嵌入式实时操作系统μC／OSⅡ,为应用系统的实时性和人机交互功能提供了保证。实践表明,该应用方案具有功能可扩展和硬件可升级等优势,具有很好的应用潜力。