基于Microblaze软核的嵌入式系统设计

结合实际项目的开发经验,详细讲解了基于Xilinx Microblaze软核开发的整个流程,包括硬件平台搭建、软件平台开发、嵌入式操作系统的加载以及用非易失性存储设备对FPGA进行上电配置等内容。利用FPGA软核进行嵌入式系统开发,将得到越来越多的关注和应用。

基于Xilinx MicroBlaze多核嵌入式系统的设计

MicroBlaze核是嵌入在Xilinx FPGA之中的属于32位RISC Harvard架构软处理器核。针对Xilinx MicroBlaze软处理器的核间互连,实现多处理器核之间的快速通信的目的,采用了PLB和FSL总线混连的方法,利用xps_mail-box和xps_mutex核完成核间的通信与同步,通过在Xilinx EDK平台下,将3个软处理器核嵌入到FPGA Spartan-3E芯片上的试验,开发出了一个运行在FPGA上的基于多处理器的嵌入式可编程片上系统,得出此种多核处理器混连的可行性与实用性,核间通信速度得到提升的结论。

软核嵌入处理器MicroBlaze

MicroBlaze是Xilinx的软核嵌入处理器,使用开发工具ISE/XPS和相关IP-Core,利用FPGA内的通用资源,用户可以参数化地设计CPU、总线、接口等组件,在FPGA内部实现一个完整的高性能处理器,且支持多核处理器,同时可在XPS中完成操作系统配置和应用软件的设计调试。软核嵌入处理器广泛适用于各个领域。文章介绍软核嵌入处理器MicroBlaze及其设计方法。

基于MicroBlaze软核的射频控制系统设计与实现

随着嵌入式系统开发的需求不断变化,一种现场可编程门阵列(FPGA)中内嵌MicroBlaze软核的设计用来完成通信系统开发及复杂协议解析已成为趋势。FPGA内嵌软核可节省硬件资源,降低逻辑开发难度,优势明显。依托某课题,设计了一种基于MicroBlaze软核的射频控制系统,用来完成对上位机协议的解析以及对射频模块的控制,通过时序仿真以及集成上板调试验证了设计的正确性,节省了硬件成本,提高了开发效率。

嵌入式CPU软核综述

随着FPGA和SoPC(SystemonProgrammableChip)技术的迅速发展,基于FPGA的嵌入式系统得到了广泛的研究和应用。该文针对目前比较有影响和特点的4款嵌入式CPU软核Nios/Nios2、MicroBlaze、Leon2/Leon3和OpenRISC1200进行了性能分析和对比,最后分析了各个CPU软核的特点。

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。

基于嵌入式PLC软核的通用保护平台设计与实现

提出了基于嵌入式PLC软核的通用配网保护平台设计方案。针对传统保护软件编程灵活性差,现场可配置能力弱的问题,在分析嵌入式PLC软核的特性并讨论了基于PLC软核技术实现110 kV及以下配网综合保护的可行性和优势的基础上,实现了基于嵌入式PLC软核的通用保护平台。设计了基于PLC软核的保护平台系统结构,然后在以ARM9200芯片为核心的硬件平台上实现了PLC软核的移植和调试。采用模块化设计思路,通过结构化文本语言(Structure Text)实现了差动保护、零序电压保护、反时限电流保护等面向配网主设备的保护功能。最后,以10 kV电动机为被保护对象,从保护特性和电磁兼容性等方面进行测试。实验分析表明,所实现的保护平台具有配置灵活,通用性好的优点,各保护参数满足GB/T 7261-2008和GB/T 14598国标要求。

一种基于Nios Ⅱ软核的嵌入式图像采集处理系统设计

提出了一种基于Nios Ⅱ软核处理器的嵌入式图像采集处理系统架构,在图像采集缓存区、图像处理缓存区和图像显示缓冲区之间通过Avalon总线流模式管道实现了数据的高速传输,着重介绍了该系统中组件模块的定制与设计,并给出了该系统的一个应用实例。

基于Nios软核处理器的嵌入式系统设计

利用软核处理器构造嵌入式系统的突出优点就是可编程性、可裁减性、易操作性、灵活性以及低成本,这些特点都使得软核处理器具有很强的竞争力。Nios软核处理器集成在FPGA芯片内部,是目前最流行的软核处理器之一,本文给出了基于Nios软核处理器的嵌入式系统的设计方法。文章研究了Nios软核处理器的结构和特点,提出了系统硬件平台的设计方案,讨论了系统的SOPC集成设计,分析了系统的软件设计方法,总结了系统的启动流程,给出了系统的测试结果。实践证明,该嵌入式系统功能完整、集成度高、稳定可靠、简洁实用,具有可编程性、可裁减性、易操作性、灵活性以及低成本等特点,具有广泛的应用价值。

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FPGA的嵌入式ASIP软核设计与实现

采用ASIP+FPGA模式设计了一款嵌入式微处理器软核,以该软核为例从体系结构和指令集设计两方面对ASIP+FPGA模式微处理器软核的设计进行了分析和验证,最后通过与传统微处理器对比验证了该设计模式的优势:指令针对性强,执行效率高;易于扩展,适应性强。

基于NIOS嵌入式软核的硬盘录像机的设计与实现

以硬盘录像机的设计为例,介绍了NIOS嵌入式软核的工作流程、开发步骤和使用方法。

基于MicroBlaze软核处理器的Bootloader设计

文章介绍了基于MicroBlaze软核处理器的Bootloader程序的设计,详细介绍了适用该程序的FPGA嵌入式系统的硬件配置及Bootloader程序设计的硬件逻辑设计流程和软件设计流程。该程序是在FPGA硬件配置完毕之后,在内部处理器上运行的一段启动代码,用来将FLASH中的用户程序传输至外部RAM,并引导嵌入式系统从用户程序中开始运行。它解决了使用大规模复杂应用程序的嵌入式系统的引导问题,已在实际中应用,具有良好的适应性。

软核背景下的嵌入式系统设计

微型机时代诞生了嵌入式系统,随着计算机技术及其软件、微电子技术的飞速发展,嵌入式系统已经开始逐渐取代了实时控制系统的传统模式。科学地定义嵌入式系统,了解嵌入式系统的发展趋势。结合实际的项目开发经验,详细地介绍了基于Micro blaze软核开发的整个流程,利用FPGA软核进行嵌入式系统开发设计。

基于嵌入式处理器软核Nios Ⅱ的IP复用技术

本文阐述了Altera公司最新推出的嵌入式处理器软核Nios Ⅱ及其应用系统的开发过程,并结合汽车行驶记录仪的设计给出了一个基于Nios Ⅱ嵌入式处理器的应用实例。文章对现代数字系统设计中的IP复用方法进行了详细的介绍。

FPGA中嵌入式块存储器的IP软核设计

以集成电路的快速发展与广泛应用为契机,针对FPGA开发过程中IP软核可复用的特点,提出一种提升FPGA嵌入式块存储器工作频率的IP软核设计方法。利用软件对不同读写类型和不同输入位宽的数据进行预处理,获取所需的硬件资源开销,并生成相应的硬件描述语言。IP软核设计时,在使用固定硬件资源的情况下,通过优化数据预处理方法,以及改变在综合阶段布局布线的处理结果,提高了工作频率。对设计的IP软核进行测试验证,结果表明,该设计方法生成的IP软核的功能和性能指标均符合设计要求,其工作频率最高可提升25.56%。

基于Nios软核的嵌入式Internet系统设计

介绍如何在Altera开发平台上,使用Nios软核CPU来构建嵌入式Internet系统;并结合以太网远程数据采集系统的实例,介绍此类系统硬件、软件的设计方法。

Microblaze软核处理器在惯测数据采集中的应用

为达到产品小型化要求,降低开发难度,采用Xilinx公司最新7系列内置Microblaze软核的FPGA芯片以实现数据采集。通过在惯测数据采集上应用的实际项目,详细说明了该类FPGA芯片的Microblaze软核开发流程,包括应用系统的硬件架构设计、在最新Vivado开发环境下的软核硬件平台的设计、整体软件的设计等。经过测试和对比,实验的结果充分说明 Microblaze 软核能够代替同类CPU芯片实现惯测产品的数据采集及处理,并具有其灵活高效的特性,在相近的应用场合中展现出独特的优势。

一种基于嵌入式软核的数据记录仪设计方法

随着军用电子装备的性能提升和功能扩展,数据记录仪开始向大容量、高速度、高可靠性的方向发展。本文提出了一种基于嵌入式软核的记录仪设计方法,通过FPGA芯片中的NIOS Ⅱ软核实现对存储系统的控制,结果表明,本方法可以有效提高记录仪的存储密度、读写速度以及可靠性。