基于NiosII软核的视频解码系统优化设计

研究了基于嵌入式Nios Ⅱ软核的MPEG-4视频解码系统的设计优化,以期提高便携式多媒体播放器视频解码的综合性能。提出了在可编程片上系统(System on a programmable chip,SOPC)中软硬件协同设计方案,通过研究二维离散余弦逆变换、运动补偿、颜色空间转换的硬件IP核优化设计与实现,构建基于Nios II软核软硬件协同设计的视频解码系统。以Altera型号EP2C35F672C8的FPGA为核心的SOPC系统测试结果表明,该系统在运行频率仅为100MHz下,测试码流的码率为1 593.90kb/s时,帧率可以达到35.20f/s,实现了MPEG-4的实时解码,从而使该SOPC软硬件协同设计实现了播放器的低功耗等高性能。     

网络化虚拟仪器技术在煤矿监测系统中的应用

针对现有煤矿监测系统在信息传输过程中存在的问题,文章提出了采用网络化虚拟仪器和现场总线技术对其进行改造的方案。改造后的煤矿监测系统通过CAN智能检测节点、CAN接口卡传输监测信息到测量服务器,采用LabVIWE编制虚拟仪器系统,对监测数据进行分析处理,实现了监测信息的共享和控制信息的反馈与传输。     

基于SoPC的星载微波辐射计的数据采集系统

应用MC8051软核处理器,在FPGA上设计实现了基于软核的辐射计的科学数据采集,并通过1553B总线将数据传送到地面接收的采集系统。该方案在Xilinx公司FPGA芯片XC2V3000上得到了验证,满足航天星载微波辐射计多通道高分辨率的要求。     

基于SOPC技术的嵌入式PLC虚拟机设计

设计了一种新型的基于可编程片上系统(SOPC)技术的嵌入式可编程逻辑控制器.介绍了嵌入式PLC的总体结构,并且对核心部分PLC虚拟机的实现分别从硬件和软件两个方面进行了详细阐述,其中运用NiosⅡ软核作为处理器,μC/OS-Ⅱ实时操作系统作为虚拟机运行平台,实现了逻辑控制器的实时控制功能.系统以现场可编程门阵列(field programmable gataarray,FPGA)为平台开发的逻辑控制器简化了平台硬件结构,具有开放、使用方便、可自定义外设和本身结构紧凑等特点,可以灵活的实现定制应用.     

FastPRO平台在SOPC设计中的应用

随着微电子工艺的发展,集成电路设计已经进入了SoC时代,而嵌入式系统的芯片设计技术也在经历着一次又一次的技术更新。一方面,虽然ASIC的成本很低,但设计周期长,投入费用高,风险大;另一方面,随着现场可编程门阵列集成度和速度的不断提高,再加上可编程逻辑器件的设计灵活性,片上可编程系统(SOPC)技术应运而生。本文借助FastPRO片上可编程系统平台快速完成了基于ARM7TDMI的车载微控制器的硬件系统的构建,并在此基础上完成了此微控制器的FPGA原型验证和μC/OS-II的移植,使较早的进行软件开发成为可能。     

SPIIP核及其在微投影系统中的应用

介绍了SPI总线控制器IP核的硬件结构与应用方法,并着重介绍了该IP核在微投影系统中的使用,以完成微显示芯片的初始化.实验表明,该SPI总线接口使用灵活,便于移植,并且稳定可靠.     

基于SOPC技术的超声检测分析系统

介绍了基于可编程片上系统的超声检测分析系统。该系统以FPGA芯片EP2C20F48417为数字平台,通过在FPGA中构建SOPC系统,实现了超声波声参量检测、数据处理、结果实时显示、数据存储和输出等功能。通过和其它仪器对比,该系统具有可重配置性好、重量轻等优点,为产品的升级提供了很大的方便。     

于Nios Ⅱ和HDMI的高清雷达显示系统

针对高分辨率雷达图像显示的应用,利用Altera公司提供的片上系统开发工具设计了一个基于Nios Ⅱ软核处理器和高清多媒体接口(HDMI)芯片的图像显示系统;可将并行输入的灰度图像信号转换成CEA-861-D建议规定的多种视频格式,在HDMI( DVI)显示器上滚动输出图像,分辨率最高可达1920x1080p@60Hz;通过软硬件协同设计的方法提高系统的灵活性和可扩展性.     

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Nios Ⅱ的多用途扩频信号源组件设计

扩频信号源是扩频系统的重要组成设备,可以为扩频接收机提供各种形式的扩频信号（如直扩、跳频等）。针对目前市场上的扩频信号源价格昂贵,采用专用的扩频芯片也存在扩展和升级性能较差的问题,提出采用NiosⅡ软核处理器来实现性价比高且能够灵活改变调制方式的扩频信号源,将NiosⅡ的自定义组件技术与扩频信号源的产生原理相结合,设计出了一种基于NiosⅡ的扩频信号源自定义组件。此组件拥有直扩和跳频两种可选的调制方式,并且具有各种可控制的参数。在应用时利用SOPC（可编程片上系统）技术,只需在NiosⅡ系统中加入此组件并在顶层软件中调用该组件驱动函数库的函数即可产生多种调制方式的扩频信号。     

基于SoPC的汽车安全监控系统设计

介绍基于Altera公司SoPC的汽车安全监控系统,利用嵌入在FPGA中的Nios处理器软核CPU,配合GPS和GSM系统,对汽车的停放和运行状态进行监测和控制,中详细介绍系统的硬件组成,并给出对GPS和GSM的C语言管理程序。     

片上可编程系统在地震数据采集中的应用

通过灵活配置,采用包括NiosⅡ CPU软核、采集控制接口、通讯接口以及数据传输控制模块等一些外围接口,配合ADC采集芯片,组成了一个具有采集控制和传输功能的数据采集系统。通过测试和实验,达到了预期的设计要求。缩短了开发周期,提高了研发的工作效率。     

SoPC技术在图像采集和处理系统中的应用设计

对基于FPGA以及NIOS的图像采集与处理系统进行了深入研究,在完成硬件实验平台设计的基础上,完成了嵌入式操作系统的移植及应用程序的设计。以PDF417二维条码的识别为例,对识别过程及识别算法进行研究,并对所设计的系统进行测试,达到了较好的识别效果。     

物联网技术在土壤墒情监测系统中的应用研究

在全球气候变化,极端天气增多的趋势下,旱灾愈演愈烈,严重影响了农业生产。为有效减少旱灾对我省农作物的影响,本文根据物联网的基本原理和体系结构,提出并具体分析了物联网技术在土壤墒情监测系统中的应用。     

基于SoPC的孤立词语音识别系统的设计

采用SoPC方法,实现了基于动态时间规整(DTW)算法的孤立词语音识别系统,该系统可以作为电器系统的语音命令控制模块使用。考虑嵌入式系统的特点,对端点检测算法和模式匹配算法进行了选择和调整。实验表明,该语音识别系统运行速度和识别准确性能够适应语音控制的要求。SoPC设计方式灵活,适合对系统进行改进升级。     

一种新型SoPC自动指纹识别系统设计

设计了一种基于SoPC的新型结构的自动指纹识别系统。通过对指纹处理整体流程的选择和优化,将耗时较多的指纹预处理部分整体硬件化,耗时较少的匹配部分软件化,使得系统处理速度有了显著提高,1.5 s内可以完成一幅指纹图像的预处理,3 s内可以完成一幅指纹图像的比对。使用Quartus II软件完成了系统模块设计及仿真,使用Nios II IDE软件完成了软件代码的实现,并在以Altera公司的Cyclone II FPGA芯片为核心的DE2开发板上实现了整个系统。     

基于SoPC的蓝牙-以太网接口适配器的设计

介绍了一种基于SoPC的嵌入式系统设计方法,给出了基于SoPC的蓝牙 以太网接口适配器设计方案,详细说明了其软件和硬件的实现方法及系统测试情况。     

基于SoPC的1553B-PCI桥接通信模块设计

提出了一种基于Altera SoPC技术的总线桥接通信模块设计方法,完成1553B总线到PCI总线的桥接功能。在Altera FPGA平台上,自主设计了1553B总线控制模块,由Altera提供的IP核生成PCI总线控制模块,通过NiosII处理器完成总线数据交互。整个系统仅由一块FPGA和1553B总线的通信驱动电路组成,实现了系统的最小化设计。     

基于SoPC的具备网络点播功能的音频系统设计

介绍了基于SoPC平台,利用Nios Ⅱ软核处理器和μClinux操作系统实现的具备网络点播功能的音频系统,详细说明了其硬件电路的构建和应用软件的设计,并结合DE2-70开发平台加以验证。得到的系统能够播放本地音频文件,同时具有实时的网络点播功能。     

混合组网模式在煤矿通风机在线监测系统联网中的应用

实时监控系统联网对于煤矿的生产运行状况、安全水平预测预报以及其它业务管理具有重要的作用。文章阐述了通风机在线监测系统远程监测的组网设计方案,并结合煤矿的现场情况介绍了混合式组网模式的选择使用。