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/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Nios Ⅱ的直流电机控制系统设计

直流电机的控制一般采用单片机或DSP作为核心控制器,集成度较低并且稳定性较差。文中介绍了一种基于Nios Ⅱ软核处理器的直流电机控制系统。利用SOPC平台设计并封装了PWM模块,在FPGA内嵌入Nios Ⅱ软核作为微处理器,借助光电编码器实现电机测速反馈。同时,采用数字PID算法实现对直流电机的PWM闭环调速控制,并最后对数字PID算法进行改进。实验表明,改进后控制系统的动态性能得到了很大的改善,而且整个系统的设计简单,集成度高,系统稳定,同时也在实际的应用中得到了验证。

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Nios Ⅱ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。

基于NiosⅡ的导引头电子舱信号群高速采集系统

导引头电子舱是导弹探测、跟踪目标的部件,是导弹系统的关键部分,因此电子舱产品使用前的调试和检测至关重要。介绍了一种基于Nios II的导引头电子舱信号群高速采集系统。该系统采用Cyclone II系列EP2C35芯片,以Nios II软核为核心处理器,完成了对A/D转换后的30路信号群的高速采集处理。与之前采用PCI总线方案相比,此方案简化了硬件电路、减小了设备体积、降低了成本,可以满足不同产品的各种逻辑电平、编码装定、参数预置及功能拓展升级的需求,提高了系统的可靠性和智能化分析处理实验数据的水平。

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。

基于NiosⅡ嵌入式的温度传感器的设计与实现

介绍了一种基于嵌入式NiosⅡ软核处理器的SOPC设计方法.采用DS18B20芯片实现了的温度传感器的设计.该设计涉及硬件描述语言逻辑电路设计、微机系统构成、硬件电路设计及C语言编程等知识的运用,具有测温精度高、稳定可靠的优点.