基于NIOSⅡ的便携式远程医疗监护器硬件平台的设计

随着HHCE(家庭医疗保健工程)的兴起与远程医疗的不断发展,本文提出一种面向用户终端使用的便携式远程医疗监护器的解决方案。该方案在硬件设计上以SoPC(片上可编程系统)技术为基础,在单片FPGA上实现整个系统构建;其中CPU选用Altera公司的NiosⅡ软核处理器进行开发,硬件平台关键模块使用Altera公司的EDA软件QuartusIIV5.0完成设计,且在Altera1C20FPGA开发板上通过了验证。本文着重阐述了整个硬件平台的设计流程与研制过程,并给出了关键技术的设计思路和重要步骤。

基于NiosⅡ处理器的液晶显示接口及驱动程序设计

Altera SOPC Builder提供了NiosⅡ处理器及一些常用外设接口,但并没有提供320×240液晶模块的接口及驱动。利用SOPC Builder自定义逻辑的方法在SOPC设计中添加了自己开发的液晶显示模块IP核,并集成到系统并在NiosⅡIDE集成开发环境下进行编程,实现了嵌入式NiosⅡ软核处理器与液晶显示模块的接口设计,并编写了驱动程序。

基于Nios Ⅱ的通用语音处理平台的研制

从系统开发的角度,介绍了一种基于Nios Ⅱ软核CPU的通用语音处理平台的设计和实现过程;该系统采用TI公司的24位,8通道同步采样ADC ADS1278对8路麦克风阵列信号进行同步采集;FPGA采用ALTERA公司的EP3C55F484C8,在其上运行的Nios Ⅱ软核处理器作为数据处理的核心,包括对数据进行FFT/IFFT变换、语音增强等方面的处理;采用FTDI公司的第五代USB接口芯片FT2232H与上位机进行通信;由于Nios Ⅱ具有完全可定制性,性能可配置性等特点,配合使用Nios Ⅱ C语言至硬件(C2H)加速器,使系统达到实时的应用要求,而且具有传统的单片机或DSP无法达到的集成度高、灵活性强等优点。

基于NiosⅡ的LCD驱动IP核的设计

针对不同型号液晶屏之间的驱动差异问题,提出一种基于NiosⅡ的LCD驱动的IP核设计方法。研究基于NIOSⅡ的LCD驱动IP核的体系结构及其软件实现过程。经过测试,所设计的LCD驱动IP核能够应用于不同型号的液晶屏,且运行稳定。

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SOPC的Nios Ⅱ与液晶模块接口及程序设计

Altera SOPC Builder提供了Nios Ⅱ处理器及一些常用外设接口,但并没有提供12864液晶模块的接口及驱动。利用SOPC Builder中元件编辑器Create New Component,通过自定义逻辑的方法在SOPC设计中添加自己开发的液晶显示模块IP核,并集成到系统,实现了嵌入式Nios Ⅱ软核处理器与液晶显示模块的接口设计,并编写了驱动程序。可以和系统自带的接口组件一样,开发者利用该开发组件,不必了解液晶屏原理就可以使用标准C函数操作组件进行液晶屏显示的独立开发。

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NIOS Ⅱ软核处理器的波形发生器设计

本文阐述了一种基于NIOSII软核处理器技术的波形发生器设计方案,与传统波形发生器进行了比较,论述了波形发生器的工作原理及NIOSII软核处理器设计过程。结合SOPC灵活配置的特点,定制了硬件系统,给出了软件设计的主要流程及部分实现要点。实验表明,将微处理器模块和波形发生器功能模块集成到单片FPGA上,设计出的系统集成度高、稳定性好和扩展性强。

基于Nios Ⅱ的LED显示屏控制系统

主要阐述以ALTERA公司的FPGA为核心的基于Nios Ⅱ软核的嵌入式LED显示屏控制系统的设计方法。简要介绍片上系统(SOC)和可编程片上系统(SOPC)的概念,以及使用SOPC技术的灵活性和优越性;从系统的角度提出LED显示屏控制系统的完整设计方案,给出基于Cyclone Ⅱ芯片的Nios Ⅱ的LED控制器框图,并得到在Quatus Ⅱ中进行仿真的结果;结果表明利用ALTERA 的Cyclone Ⅱ芯片设计实现LED显示屏控制器优势明显。

基于Nios Ⅱ的DTMB单频网适配器设计

设计了一种基于Nios Ⅱ的DTMB单频网适配器,该方案由FPGA实现的核心功能模块和基于Nios Ⅱ软核CPU实现的控制模块组成。核心功能模块不仅实现了MIP包计算和插入功能,同时实现了PCR校正,传输流速率适配以及DS3输出接口适配等功能。

基于NIOS Ⅱ和μclinux的工业CT高速数据传输系统

介绍了基于NIOS Ⅱ和μclinux应用于工业CT的数据传输系统。将FPGA的嵌入式软核作为数据传输系统的核心处理器,μclinux操作系统移植到嵌入式系统中,并加入并行处理模块,使得系统不但发挥了FPGA的并行处理的能力和强可配置性,也利用了μclinux系统强大的网络功能。

基于SoPC/NIOS Ⅱ的信号发生器设计与实现

运用基于NIOS II嵌入式处理器的SoPC技术,设计了一个任意信号发生器,不仅可以输出正弦波、方波、三角波和锯齿波等常见波形,且各波形的频率和幅度可调,可根据用户需要进行现场编程,具有控制灵活、输出频率稳定、准确、波形质量好和输出频率范围宽等优点。

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FPGA和NIOSⅡ的自动对焦系统设计

为了在嵌入式图像采集系统中获得清晰图像,文中研究和设计了一个基于FPGA和NIOSⅡ的自动对焦系统.结合FPGA、CMOS图像传感器、SDRAM和液晶显示器设计了一个图像采集、存储及显示系统,研究了利用NIOSⅡ执行图像数据读取程序、自动对焦评价函数程序、爬山搜索算法程序和步进电机控制程序实现自动对焦.测试结果表明:该系统在不同的图像帧频和对焦区域大小下,有不同的对焦时间和对焦误差.可作为嵌入式图像采集系统的自动对焦的一种实现方法.

NiosⅡ系统中DMA控制器的原理及应用

详细介绍了NiosⅡ系统中DMA控制器的基本原理,数据传输过程以及DMA控制器中各寄存器的作用。重点介绍了与DMA操作有关的API函数及其使用方法,并通过一个实例描述NiosⅡ系统中如何利用DMA方式将数据从SDRAM传输到串口。实践证明,在同等CPU开销的情况下,利用DMA技术可以将CPU从繁重的数据搬移操作中释放出来,从而提高CPU的数据处理能力。

NiosⅡ的红外图像实时跟踪系统设计

目前国内多数红外图像实时跟踪系统采用DSP为核心处理器的结构,存在电路复杂、成本高的缺点。开发在FPGA中实现以NiosⅡ为核心的红外图像实时跟踪系统,采用NiosⅡ实现目标跟踪算法,利用硬件实现图像预处理,软硬件协同完成实时跟踪,实验结果表明,系统体积小、功耗低、实时性强,在复杂的天空背景下,能够稳定、精确地跟踪飞行目标。

基于NiosⅡ的PCI Express接口卡的设计

根据NiosⅡ软核处理器的组成原理,提出了一种基于NiosⅡ的PCI-Express(简称PCIE)接口卡的设计方法,研究了系统对LVDS信号的处理和应用PCIE总线接口通信的过程;详细讨论了系统各功能模块的实现原理,并对各模块进行了实际的分析和测试,测试结果表明该接口卡性能稳定,可以有效地完成数据传输。

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Nios Ⅱ的UHF RFID读写器设计与实现

基于FPGA的数字基带系统是超高频频段射频识别读写器中的关键部分。根据EPCglobalClass 1 Gen 2标准,用Verilog语言编写了脉冲间隔编码模块和双相空号解码模块,并用C语言编写了其驱动程序,生成组件模块。组件作为Nios II嵌入系统的模块,可以重复使用。对于应用程序开发者,不用了解硬件结构就可以使用标准C函数操作组件,使得开发简便快捷,节省了时间和成本。