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/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的弹载高速图像存储记录仪

针对传统弹载图像存储记录仪存在硬件电路体积大、系统扩展性差、数据存储速率低等问题,提出了一种基于NiosⅡ的弹载高速图像存储器设计方案。以FPAG片上软核处理器NiosⅡ为控制核心,采用新的双级流水线存储阵列结构实现图像数据的高速存储,通过信号接口阻抗匹配方案有效增强LVDS图像信号接收稳定性。系统能以240 Mbyte/s的速率循环存储图像数据,具有稳定性强和微体积的优点,试验证明系统稳定可靠,能实现弹载高速图像的精准高速存储。

基于Nios Ⅱ的UART设计方法研究

通过讨论NiosⅡ处理器应用中的UART软件硬件设计方法,以及在设计过程中需要注意的问题,给出了UART寄存器的定义和UART波特率的计算方法,描述了硬件连接电路原理,具体说明了Nios Ⅱ系统中IP核的使用方法。同时,给出了Nios Ⅱ系统UART软件的数据结构,提供了一种简便可行的检测串口通信是否正常的方法,并给出了Nios Ⅱ下的串口中断编程方法。

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。

基于NiosⅡ的信号发生器

可编程片上系统(SOPC)设计是一个崭新的、富有生机的嵌入式系统设计方向。嵌入式集成化设计己成为电子领域发展的一种趋势。Altera(?) Quartus(?)Ⅱ设计软件为可编程芯片系统(SOPC)提供最全面的设计环境。本文介绍基于NiosⅡ的波形发生器在QUARTUSⅡ工具包下的设计与实现。该设计采用嵌入式软处理器核NiosⅡ以及自主编写的包括实现DDS在内的多种IP Core,最大限度地实现系统的集成化。

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NiosⅡ的LED虚拟像素显示屏控制器的设计

根据LED虚拟显示屏的要求和特点,利用片上系统和可编程片上系统的设计方法,提出LED虚拟显示屏控制系统的完整设计方案。在LED时序发生器的设计中专门提出了一种改进型的D/T转换技术,无需任何预先数据处理,只用一个函数控制所有像素点的亮度。结果表明,设计方案解决了LED虚拟显示屏由于像素分时复用而带来的控制系统速度要求提高的问题,保证了屏幕的刷新速率,同时还降低了真彩显示系统的复杂性,能够保证画面的有效实时显示,具有较强的实用性。

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的I^2C总线接口的实现

简要介绍了I2C总线的基本结构和规范、I2C总线接口芯片的基本工作原理以及I2C-Mas-terCore的工作原理,并着重介绍了在NiosⅡ上使用I2C-MasterCore实现对I2C接口芯片AT24C02读写过程,最后给出了C语言的编程代码。

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.

基于Nios Ⅱ的数字音频自动增益控制系统

目前国内大多数数字处理实时系统采用ARM或者DSP为核心处理器件结构,存在结构复杂、成本高的缺点。通过对数字音频研究,提出了数字音频的自动增益控制系统的方案。定制了以Nios Ⅱ为核心的处理器,移植了μC/OS Ⅱ实时操作系统,设计了数字音频采集IP核,采用3电平法,实现了具有静音处理功能的数字音频信号的自动增益控制系统。实验结果表明:系统体积小、功耗低、实时性强,可广泛应用于数字电视和数字音频播放当中。

基于Nios Ⅱ的Serial EEPROM测试方法研究

文章介绍了Serial EEPROM的测试原理,提出了一种基于Nios Ⅱ软核CPU测试Serial EEPROM 的方法,该方法具有稳定性高、所需器件少、可编程、低成本等优点。在Serial EEPROM的大量测试中可以代替昂贵的测试系统,是一种性价比较高的替代测试方案。

基于NIOS Ⅱ双软核智能家居控制器设计

多核技术是当今处理器发展的主流,是提高系统性能的一项重要技术。多核技术使嵌入式系统朝着速度更快、价格更便宜、耗能更小的方向发展。系统利用Altera公司的Nios Ⅱ处理器和SOPC Builder开发工具,在一块FPGA芯片上实现了可配置、可裁减的双软核处理器的智能家居控制器,提高了智能家居控制器的安全性、可靠性和实时性。重点分析了双核共享内存和双核启动的问题。实验结果表明,该控制器切实可行,且易于进一步地开发和升级。