基于NiosⅡ多核驾驶疲劳检测系统设计

采用SOPC技术,对多核驾驶疲劳检测系统进行了研究与设计.为了实现系统设计的单片化,把NiosⅡ软核处理器、摄像头采集控制器IP核、部分图像处理算法模块等系统部件都集成到一块FPGA上.为了提高系统处理速度,系统采用双NiosⅡ软核处理器设计,同时利用NiosⅡ处理器自定制指令与C2H加速编译工具对系统中关键部分进行硬件加速,使系统具有实时性检测功能.     

基于SOPC的机器人远程控制器研究

介绍一种基于SOPC的嵌入式机器人控制器的设计方法。系统在Stratix系列FPGA芯片上,采用软核处理器Nios Ⅱ来配置核心处理器。嵌入式控制器在具有视觉功能的多关节型机器人上实现了利用浏览器通过网络对机器人进行远程控制,并在远程操作计算机上通过网络利用浏览器获取机器人实时视觉图像。     

基于多核的车牌识别的架构实现

多核技术是现在提高芯片性能的主要方法;区别于传统以PC和DSP为核心的车牌识别系统,以FPGA为核心,利用SOPC技术构建了车牌识别多核处理器;给出了一种基于多核的车牌识别架构,在该多核处理器中,以3个Nios Ⅱ软核为主要处理器核处理车牌定位、字符特征识别提取及识别等处理,同时构建硬件加速器作为协处理器处理图像增强、边缘检测和膨胀、腐蚀等数学形态学处理;在CQ片上路由器基础上,构建了NOC用以实现片上多核通信;另外,为了保证路由器与多处理器核之间的快速、并行通信,加入了数据驱动模块;整个系统在Altera Cyclone IV FPGA上实现了车牌的识别;这种片上系统设计方法具有硬件设计灵活,可扩展性强等优点,能有效地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.     

基于SOPC的多功能车辆总线控制器设计

简要介绍传统的MVB通信控制器芯片MVBC的结构及功能;通过深入研究MVB底层通信协议,设计出符合IEC-61375标准用于网络连接的MVB总线访问IP(Intellectual Property)核;基于SOPC的设计思想,利用SOPC Builder在一片FPGA上集成了32位NiosⅡ软核处理器和MVB总线访问IP核,以及一些必需的外围组件,并给出MVB控制器的设计实现方案.     

基于双NiosⅡ软核处理器的机器人控制器设计

介绍了基于FPGA的双Nios Ⅱ软核处理器的特点及开发流程.利用双Nios Ⅱ软核处理器的特点,在一片FPGA芯片实现双软核处理器,分担外设控制与算法控制,很好地解决了机器人控制器程序结构复杂以及实时性差难题.实际调度结果表明,该控制系统切实可行,有利于进一步的设计和发展.     

基于神经网络电机速度控制器的SOPC系统

针对机器人伺服控制系统高速度、高精度的要求,介绍一种全数字化的基于神经网络控制的直流电机速度伺服控制系统的设计方案。速度控制器采用BP网络参数辨识自适应控制,并将其在FPGA进行硬件实现;同时用NiosⅡ软核处理器作为上位机,构成一个完整的速度伺服控制器的片上可编程系统（SOPC）。实验结果表明,该控制系统具有较高的控制精度、较好的稳定性和灵活性。     

基于Nios Ⅱ的信道模拟系统控制单元实现

本文介绍如何在Quartus Ⅱ开发平台上,使用Altera Nios Ⅱ软核处理器实现信道模拟器的控制功能.使用Nios Ⅱ软核处理器是一项新的设计思路和方法,本文从实例开发角度,详细讨论了基于SOPC的信道模拟系统控制单元硬件的设计思路与实现方法.     

基于μC/OS-Ⅱ的工业机器人控制器

通过SOPC Builder构造出来的Nios Ⅱ微处理软核及外围设备作为工业机器人控制器硬件平台在其上进行嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ的移植构成一个基础平台,以嵌入式系统的任务设计概念改变传统设计的前后台控制方式,通过多任务划分将整个系统的任务分为多个按优先级调度任务,完成机器人不同的操作任务.从而改善了传统机器人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.     

基于Nios软核的CT机扫描系统控制器设计

CT扫描系统控制器是一个实时多任务控制中心,它需要完成实时通信、步进电机控制、数据采集控制、扫描时序控制等复杂功能。本文基于Nios软核技术,设计完成了CT机扫描系统控制器,包括以一片FPGA为核心的SOPC系统硬件和基于嵌入式实时操作系统Nucleus的应用软件。     

基于SOPC的望远镜多策略控制器设计

基于NIOS II为核心的可编程片上系统(SOPC),设计可重构的SOPC硬件配置和控制软核,将简单文件传输协议服务器扩展为专门的传输写入服务器,完成远程在线导入多个SOPC硬件配置和控制软核,并制定硬软件远程切换流程,从而实现基于FPGA3C25的多策略控制器设计。在大型望远镜控制系统中的成功应用验证了该设计的可行性。     

基于SOPC的嵌入式系统设计

针对传统片上系统（sOc）解决方案在成本、体积及功耗等方面的缺点,以转换设备为背景,提出了一种基于可编程片上系统（SOPC）的设计方法,着重讨论了系统硬件平台的设计及应用软件的开发。设计以FPGA为核心,构建了基于NiosII软核处理器的SOPC系统,在NiosⅡ集成开发环境下开发出系统的应用软件。与传统方案统相比,该方案拥有更高的集成度、以及较小的体积和功耗。     

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SOPC技术的图像分割系统设计

给出了基于SOPC技术的图像处理系统的软硬件设计,创建了CMOS图像传感器控制器IP核和VGA显示控制器IP核,实现了图像的采集和显示,并由NiosII软核实现了基于最大类间方差法(Otsu)的图像分割算法。实验结果表明,该系统可以获得很好的图像分割效果。     

基于FPGA的嵌入式Ethernet-CAN通信转换卡设计

为实现CAN总线与PC通信,便于CAN总线数据的远程监控,提出一种新的基于现场可编程门阵列（FPGA）的多路CAN总线转Ethernet接口方案,以嵌入FPGA的NiosⅡ作为主控制器,MCP2515为CAN总线控制器,88E1111为以太网PHY芯片。利用可编程片上系统（SOPC）技术搭建了系统的硬件模型,在NiosⅡ IDE软件开发环境中,完成CAN控制器、以太网初始化和Ethernet-CAN转换程序。以数控系统中交流伺服驱动器为应用背景,实验结果表明：该转换卡完全满足以太网和CAN总线通信要求,方便地将CAN总线数据接入工业以太网,用户通过网络可方便地实现对工业底层的监控。     

基于Nios Ⅱ的SPI接口实现

Nios Ⅱ是Altera公司的第二代FPGA嵌入式处理器,和其挂接的外围接口相当于一个完整的SOPC系统,AD9517-1ABCPZ是一款时钟芯片,需通过SPI接口配置,让其先于系统的其他部分工作,为系统其它芯片提供时钟。针对SPI接口的实现,目前有很多方法,基于Nios II实现,具有简单灵活、开发周期短、成本低和系统维护方便等优点,可应用于许多中、低速系统设计。实现主要包括硬件设计和软件设计,硬件设计包括基于Nios II的SOPC系统的搭建,SPI-MASTER接口FPGA程序设计;软件设计包括SPI读写函数设计,AD9517-1ABCPZ寄存器配置函数设计。     

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Nios II与LabVIEW的任意波形发生器实现

以Altera公司的EP1C12芯片为SOPC系统的载体,介绍了基于嵌入式软核处理器NiosII的DDS任意波形发生器的设计和实现。     

基于片上系统的可重构数控系统研究

为适应柔性化制造的发展趋势,提出了一种基于可编程片上系统的机床数控系统设计方案,使得数控系统可以按需重构;首先给出了嵌入式数控系统的总体硬件设计,接着说明了可编程片上系统(SOPC)的内部架构设计和Nios II软核处理器具体配置,实现MCU、DSP和用户逻辑在一片FPGA芯片上的集成;最后设计了数控系统的重构方案并在EP2C50芯片上进行了重构实验,共有9,963,392bit重构数据,在20MHz时钟下整个重构周期耗时748毫秒,能满足数控机床使用中的现场实时重构要求。     

基于SOPC的微型涡喷发动机控制器设计与验证

在分析微型涡喷发动机(MTE,micro turbine engine)控制系统软硬件需求的基础上,提出了一种基于SOPC(system on a programmable chip)的MTE控制器设计方案。重点研究了MTE控制系统的架构,根据系统的硬件需求,采用Verilog语言设计了脉宽调制模块(PWM)、信号捕获单元(ECAP)、通用异步收发器(UART)等外设模块,定制了NiosⅡ软核处理器。在此硬件平台上,设计了MTE的启动过程和慢车以上状态的控制软件。最后,通过台架试车验证所设计控制器的可行性。结果表明,控制器运行可靠,控制精度和实时性均能满足要求。     

Vision-Based Robotic Motion Control for Non-autonomous Environment

A visual servo control system with SOPC structure is implemented on a retrofitted Mitsubishi Movemaster RV-M2 robotic system. The hardware circuit has the functions of quadrature encoder decoding, limit switch detecting, pulse width modulation (PWM) generating and CMOS image signal capturing. The software embedded in Nios II micro processor has the functions of using UART to communicate with PC, robotic inverse kinematics calculation, robotic motion control schemes, digital image processing and gobang game AI algorithms. The digital hardware circuits are designed by using Verilog language, and programs in Nios II micro processor are coded with C language. An Altera Statrix II EP2S60F672C5Es FPGA chip is adopted as the main CPU of the development board. A CMOS color image sensor with 356 ×292 pixels resolution is selected to catch the environment time-varying change for robotic vision-based servo control. The system performance is evaluated by experimental tests. A gobang game is planned to reveal the visual servo robotic motion control objective in non-autonomous environment. Here, a model-free intelligent self-organizing fuzzy control strategy is employed to design the robotic joint controller. A vision based trajectory planning algorithm is designed to calculate the desired angular positions or trajectory on-line of each robotic joint. The experimental results show that this visual servo control robot has reliable control actions.