基于FPGA／SOPC—Nios Ⅱ的频率计数器设计

本设计以Altera FPGA系列Cyclone EP1C6Q240器件为载体,通过SOPC技术构建嵌入式软核Nios Ⅱ处理器平台,运用VHDL语言设计计数模块,利用等精度测量技术完成对1Hz～100MHz周期信号的精度为8×10^-6的周期和频率的测量,同时采用闸门测量技术完成脉宽、占空比的测量,重点介绍了等精度计数模块与SOPC技术的设计与实现的方法．     

大规模区域监控与通信系统的SOPC芯片组

大规模区域监控有大量传感点，各点分布广，各点信号都需要滤波除噪、分析信息、控制动作输出等响应．该芯片系统借鉴TDM通信调制理论，引入到测控领域．变革将上述庞大响应都集于一个控制系统完成的常规测控思想，提出多重上位机分布式处理的新思想．该思想将复杂控制功能最小模块化、功能细分复用．芯片组使监控区域能快速扩大规模，最优布局，设备精简；保证大规模远程信息高速传输和高质量处理的关键技术需求.     

基于Nios处理器的磁浮车运动状态检测与控制

高温超导磁悬浮车以高达500km/h速度前进,必须装备能检测位置、速度和加速度的设备,并由测量误差确定驱动力数值作为控制依据。设计的硬件平台构建用Altera公司的SOPC Builder,其中标志检测器采集位置数据,检测与控制模块处理信号,Nios处理器完成计算。该装置具有功耗低、体积小和实时性好的特点,设计的瓶颈在于实时计算必须满足车体高速运行的要求。     

基于SOPC与乒乓存储的车载信息终端设计

为满足车载显示设备低成本、 小体积、 高性能以及高可靠性的要求, 提出了一种基于片上可编程系统SOPC(System On a Programmable Chip)和乒乓存储显示技术的车载信息终端设计。以现场可编程门阵列FPGA(Field Programmable Gate Array)作为硬件载体, 构建了基于PowerPC软处理器的液晶显示器LCD(Liquid Crystal Display)控制单元, 并以电子控制单元ECU(Electronic Control Unit)的形式接入到汽车自动控制系统中, 形成具有汽车状态的监测与存储功能的人机交互系统。对系统进行了时序与功能仿真, 并通过了硬件平台的测试。实验数据表明, 该系统可以实时显示行车信息并提供流畅的视觉体验。     

等精度数字频率计几种设计方案的实验研究

研究了采用不同器件、不同设计方法实现等精度频率计的5种设计方案。依据等精度频率测量原理,分别针对51单片机、C8051F单片机、FPGA与单片机、FPGA及SOPC几种系统的等精度频率计设计方法、特点进行了详细的分析和实验教学研究。以及在此基础上扩展实现周期测量、占空比测量、脉宽测量功能的方法。意在引导学生拓展思路,使等精度数字频率计设计的实验教学实施具有启发性、开放性、探索性等特点。     

Niosll-IP下自定义高速串行接口的设计与实现

介绍了NiosII处理器的外设IP的设计方法,并详细介绍了用于多片FPGA间的命令、数据传输的自定义高速串行接口IP设计、验证和测试方法。该设计使用VerilogHDL语言完成硬件逻辑部分设计,对主从串行模块进行了详尽的协议设计,并编写了相关的驱动程序。实验表明该IP可被无缝整合到各种形式的SOPC嵌入式系统中。     

基于SOPC技术的多通道LED灰度控制模块硬件设计

LED灯控系统通常被要求能输出多路灰度控制信号,PWM是实现灰度控制的流行方式,基于SOPC技术的软核设计方案可以方便快捷地实现多通道PWM信号输出模块,且只用一块FPGA芯片.其过程是:首先利用厂商提供的免费PWM设计文件,生成多路PWM片内外设组件,其次以Avalon总线规范将其和Nios Ⅱ处理器软核及其他组件一起植入Nios Ⅱ系统,配置生成硬件系统的原理图模块,该模块可被添加到一个顶层模块,通过编译最终生成可下载到FPGA的配置文件.这种方案不仅硬件配置灵活、实现了单片多通道PWM,而且模块外设数量大为精减,集成度很高,鲁棒性好.     

基于SOPC的钢轨断面高速测量系统

随着我国高速铁路的快速发展,对钢轨断面高速检测技术的需求变得越来越迫切.本文以三角形摄影测量原理和片上可编程(SOPC)技术为基础,利用亚像素图像处理算法、NIOS Ⅱ处理器和以太网接口等IP软核技术,实时采集和并行处理钢轨图像,实现了多路钢轨断面的高速高精度在线测量.文中论述了基于SOPC与PC协同的高速高精度图像处理系统设计,并给出了系统原型机的试验验证.     

基于SOPC的嵌入式网络摄像头的设计

目的 研究基于SOPC的嵌入式网络摄像头的设计方法.方法 利用基于FPGA设计技术实现视频信号的采集、编码和传输.结果 按H.263编码标准,基于SOPC设计技术,完成了网络摄像头的设计.结论 基于SOPC设计方法可以灵活高效的实现网络视频信号的编码与传输.     

一种片上可配置安全网络适配器的设计与实现

 为了满足当前高速网络传输处理中安全性与实时性的要求,以AES-128/192/256算法为基础,设计了一种采用流水可重构技术的AES加/解密IP核,并通过SOPC技术将该IP核、Nios II处理器、网络控制器等功能模块与外围设备进行集成,实现了一个可根据具体应用资源多少与安全系数要求而灵活配置的片上网络适配器.本设计采用硬件描述语言VHDL设计,利用Quartus Ⅱ8.0进行了综合与布线,最后在DE2实验平台上进行下载测试验证.整个设计硬件结构简单、安全性高、运行速度快、灵活性强,可被广泛应用于网络信息安全领域.