基于NIOSⅡ软核处理器的嵌入式测试系统软硬件设计研究

介绍了利用NIOSⅡ软核处理器设计嵌入式测试系统的两类系统架构,详细讲述了基于NIOSⅡ软核处理器的嵌入式测试系统软硬件设计方法;最后结合EP2C8Q-208C8型FPGA芯片,利用Verilog语言描述A/D芯片的工作时序逻辑,利用NIOSⅡ软核处理器设计串口处理单元,将A/D采集的数据通过串口发送到计算机显示。实践表明,利用NIOS II软核处理器设计嵌入式测试系统,具有开发周期短,系统集成度高,功能灵活多样等特点,与传统利用单片机设计嵌入式测试系统相比,具有时钟频率高、运行速度快、调试方便等特点,是一种值得推广的嵌入式测试系统设计方法。

基于NiosⅡ的非制冷红外图像处理系统研究

设计一个非制冷红外图像处理系统,该系统放弃了目前普遍应用的数字信号处理器(DSP)+现场可编程门阵列(FPGA)的系统构架,采用基于FPGA的N iosⅡ嵌入式处理器的系统构架,实现了系统的小型化。提出一种基于流水线结构的信号处理方法,并利用N iosⅡ嵌入式处理器软硬件开发工具,实现了在该系统上对非制冷红外焦平面阵列非均匀性进行校正和盲元补偿的实时处理,降低了系统的工作频率。实验结果表明:该系统能够对非制冷红外图像进行实时处理,工作性能稳定,处理效果良好。

基于NIOSⅡ嵌入式软核处理器的LCD控制方法研究

在一般LCD液晶显示屏控制方法基础上,提出了基于NIOSⅡ嵌入式软核处理器的控制方法．文中阐述了对液晶屏进行控制的硬件接口电路及软件设计方法．并利用NIOSⅡ嵌入式处理器的优势,对软、硬件进行了进一步的改进．

基于NiosⅡ/SOPC的嵌入式数字IC测试

为实现数字IC故障检测的SOPC设计,在Altera-Cyclone EP1C6Q240中嵌入软核处理器NiosⅡ,用继电器EC2-5NW2阵列完成各引线的通用控制,在NiosⅡ控制下离线完成了对常用TTL74/54、CMOS 4000/4500系列常用数字IC芯片故障检测。文中详细介绍了系统结构、引脚控制,讲述了NiosⅡ-FPGA/SOPC的设计思想和实现方法。实验效果好,实践表明该设计是切实可行的。

基于NiosⅡ处理器的无线电力参数监测系统

针对电力系统对电网电力参数监测的要求,提出了一种基于NiosⅡ处理器的无线电力参数监测系统的实现方案。该方案将SOPC(可编程片上系统)与无线通信两种技术相结合,通过无线通信方式,利用NiosⅡ软核处理器实现对电网电压、电流、功率、频率等基本参数的实时测量和分析。该系统测量精度高、可测量参数多、灵活性强、实时性好、远程监控方便。

基于NIOSⅡ的液晶显示器控制研究

NIOSⅡ嵌入式处理器以其设计灵活在嵌入式领域中得到广泛应用。着重介绍嵌入式系统中的液晶显示屏模块。比较NIOSⅡ与ARM嵌入式处理器的特点,以SED1520为例,阐述一种基于NIOSⅡ的液晶显示屏的软硬件控制方法,给出硬件原理图与部分软件代码。该方案能够有效地实现LCD的显示。对于嵌入式系统其他模块的开发具有借鉴意义。

基于Nios Ⅱ软核处理器的PWM控制器设计

介绍了Altera公司最新开发的SOPC解决方案——Nios Ⅱ软核处理器,提出了基于Nios Ⅱ嵌入式软核处理器的脉宽调制PWM控制器的硬件、软件设计方法,并给出了脉宽调制PWM软件编写的程序。实验结果表明,与现有的其它方法相比,该方法具有灵活、稳定、易维护、高效率等优点。

基于NiosⅡ的光伏发电最大功率点跟踪交错式控制研究

讨论了光伏阵列的输出特性,在分析常用光伏发电最大功率点跟踪控制方法(MPPT)的基础上,提出将模糊控制算法用来实现MPPT。在分析对比传统单BOOST电路和交错并联BOOST电路的基础上,得出采用交错并联控制的双BOOST电路有较少的谐波含量,适用于光伏发电这类宽电压输入对象。基于模糊控制MPPT和交错并联控制的双BOOST电路,搭建了用FPGA软核处理器Nios II控制系统实现的光伏发电最大功率点跟踪。实验结果表明系统能在最大功率点处稳定工作,并能快速跟踪外部环境变化,具有较好的动态和稳态性能。

基于NiosⅡ的煤矿安全通信系统设计

煤炭生产主要为地下作业,其环境恶劣,要求通信及时准确,又不能使用高频无线通信系统,因此急需一个专用通信系统,以保证其安全生产.为此,介绍了基于N iosⅡ处理器和μC/OS-Ⅱ嵌入式操作系统的煤矿安全通信系统的实现方法;具体说明了系统的基本原理、系统总体设计、硬件结构设计和用户自定义模块设计,以及通信主控制程序处理流程和实现方法.结果表明:采用N iosⅡ处理器既保证了通信的可靠性、音质清晰,又简化了系统规模,使系统可以及时升级更新.

基于Nios Ⅱ双核处理器的数字水印系统设计

为了提高数字水印系统的处理速度,引入多核处理技术非常必要。提出一种基于NiosⅡ双核处理器的数字水印系统的设计方案。系统采用主从处理器架构,处理器之间通过Mutex互斥硬核和共享存储进行通信。利用栅障同步机制和有限状态机思想进行相关硬件系统搭建和软件程序设计。系统采用一种基于DCT变换和Arnold置乱的新型彩色图像水印算法。实验证明,与基于单个NiosⅡ处理器、ARM或者DSP实现的数字水印嵌入式系统相比,双核系统在没有增加过多硬件资源占用的基础上,有效提高了数字水印处理的执行效率,同时兼顾了很好的便携性。

捷联式导航计算机的最优NiosⅡ构建

从导航计算机实时性和时间可确定性的要求出发,结合niosⅡ的高度灵活性和可定制性的特点,设计了完全可控式双NiosⅡ处理器,实现了IEEE-754标准单浮点精度的cordic算法,并添加了硬件浮点运算的用户指令。最终的NiosⅡ系统非常适合捷联导航解算,是低成本、高性能的捷联式导航计算机的最佳选择。

基于NiosⅡ的非圆齿轮滚齿加工控制器设计

将基于FPGA的嵌入式软核处理器NiosⅡ应用于非圆齿轮滚齿加工控制,可以很好地满足非圆齿轮滚切过程中所需要的实时变传动比要求及利用FPGA实现电子齿轮合成运动,利用其硬件实现I/O处理及精插补算法,软件、硬件协同完成高精度、高速度控制。

NiosⅡ在同位素测厚仪数据采集中的应用

同位素测厚仪由放射源、探测器、控制仪表三部分组成.介绍了一种以NiosⅡ软核处理器(通用RISC嵌入式处理器)为核心的新型控制仪表.使用NiosⅡ软核处理器取代传统控制仪表中的单片机处理器来实现数据采集与处理控制,采集频率达到100MHz,对多种被测对象(钢板、铝板等)的厚度测量误差不超过0.5%,从而进一步提高控制仪表的采集速率、使用性和稳定性.

基于硬件抽象层HAL的NiosⅡ嵌入式处理器系统设备管理模式研究

NiosⅡ处理器是Altera公司推出的一个32/16位精简指令集处理器软核。他为嵌入式系统开发者提供了更多的资源,可支持复杂、高性能系统的开发。硬件抽象层HAL作为一个板级支撑包提供给NiosⅡ处理器系统。基于HAL的外设管理程序使用ANSI C标准库函数,并通过HAL API访问硬件资源。通过对其进行深入的研究,结合NiosⅡ嵌入式处理器系统对Lan91c111网络外设的管理模式,总结了HAL在NiosⅡ嵌入式处理器系统设备管理中的作用及其一般实现模式。

NiosⅡ嵌入式处理器在LCD显示系统设计中的应用

Altera公司的Nios嵌入式软核处理器以其成本低廉,设计灵活等特点,在嵌入式应用领域得到了广泛的应用,同时LCD也越来越多地在各种仪器仪表和测控系统中作为人机界面和显示模块。论述利用SOPC技术实现了一种基于Nios嵌入式软核处理器的液晶显示屏的软、硬件设计方案,并给出了对该液晶屏进行控制的硬件接口电路、软件编写流程以及相应程序。

基于嵌入式软核Nios Ⅱ的网络视频监控系统

讨论Nios Ⅱ嵌入式系统的硬件/软件设计的关键流程,通过将LwIP协议栈和Linux操作系统移植到Nios Ⅱ系统,设计基于Nios Ⅱ软核处理器的网络视频监控系统。实验测试表明,合理选择微型操作系统MicroC/OS-Ⅱ和TCP/IP协议栈LwIP,远端用户可以通过浏览器访问存储在本系统上的Web页面,同时实现实时的网络视频监控。

基于NiosⅡ的嵌入式高速逻辑分析仪

文章介绍了如何在Cyclone芯片中嵌入和定制NiosⅡ软处理器,嵌入触发模块、数字锁相环和数据缓存模块,从而设计高速逻辑分析仪。分析仪能够采集速率高达50MBs的8路逻辑信号,并用LCD显示波形。也能够与PC机实时通信和数据传输,用PC机完成对所测逻辑信号的存储、处理和显示。

基于NIOS Ⅱ处理器的USB双向数据传输系统

介绍了一种双向数据传输系统设计方案和实现方法,采用USB2.0接口芯片CY7C68013A与FPGA相结合构建硬件系统,FPGA内嵌NIOS Ⅱ软核处理器负责数据处理;系统通过USB接口向上传输数据到上位机,结合基于VC++开发的数据传输控制软件平台,发送控制命令及数据到硬件系统端,从而实现USB接口的双向数据传输功能;详细描述了系统的硬件电路设计和软件实现过程,实验证明该系统具有高速、便携、通用性强的特点,系统数据最高传输速度达到33MB/s,且工作稳定可靠。

基于NiosⅡ软核的车辆牌照识别系统研制

针对传统的PC机+算法设计的车辆牌照识别系统体积大,不能满足便携和露天使用的要求,采用NiosⅡ软核处理器在FPGA(FieldProgrammableGateArray,现场可编程门阵列)上设计了一种车辆牌照自动识别的片上系统。对该系统的功能、结构和实现作了较详细的阐述。设计结果表明,该系统体积小,数据处理速度快,保证了较好的实时性。

μC/OS-Ⅱ操作系统在Nios Ⅱ上的移植研究

根据Nios Ⅱ特点,阐述了将实时操作系统μC/OS-Ⅱ移植到Nios Ⅱ处理器的方法,利用Altera公司的Quartus Ⅱ软件和Nios ⅡIDE集成开发编译环境,编写了3个移植文件,实现了嵌入式软硬件平台接口。通过Nios Ⅱ IDE的在线观测和DE2板的实际硬件测试表明,创建的任务运行稳定可靠。