基于SOPC技术的数据采集系统设计.pdf

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黝进行设计．将NioslI软核处理器嵌入到FPGA中，并编译集成其它模块实现高速数据采集系统的设计方案基于SOPC技术的数据采集系统设计姚国国，李宝森，王景贤同时可以方便地把用户自定义的逻辑加入到系统中，System471009，China)tion．Thepaper．TheSOPC(SystemChip)是Ahem公司提出的一种灵活的，高效的系统设计方案。它的实质是SOC(SystemChip)设计技术，与其它的SOC设计技术相比，其特点在于可编程性，即利用FPGA或CPLD的可编程性来进行SOC设计。它是PLD和ASIC技术融合的结果，可将一些验证好的口核即知识产权核嵌入FPGA中，使用起来非常方便。现场可编程逻辑阵列(FPGA)的发展和应用，可将某些软件功能改由硬件来实现。FPGA时钟频率高、内部延时小、运行速度快、全部控制逻辑由硬件完成。它具有高集成度、体积小、低功耗、I／O端口多、在系统编程等优点。在高速多路数据采集系统中，采用SOPC设计FPGA程序，用硬件描述语言设计自动状态机，实现硬件控制数据采集和存储，实现数据采集任务，可以快速生成嵌入式系统，体现了用SOPC设计嵌入式系统的灵活性⋯。本设计方案是利用高速模数转换器件ADC和FP设计高速数据采集系统的。文中详细介绍了利用SOPC技术构建嵌入式软核处理器以及外设来实现数据采集任务。对FPGA的采集控制模块程序进电子科技2008年第2l卷第10期(中国空空导弹研究院7所，河南洛阳471009)摘要SOPC是Ahera公司提出的一种灵活、高效的片上系统解决方案，它将处理器、存储器、I／0等系统设计所需要的组件集成到一个PLD器件上，构成一个可编程的片上系统。NiosII是Ahera公司推出的可以进行SOPC设计的处理器软核。文中提出了以n，GA为核心控制模块结合MAXl25模数转换芯片，利用SOPC技术对对FPGA的程序进行仿真，对系统硬件测试结果进行分析，证明系统可以稳定可靠的运行。关键词数据采集；FPGA；SOPC；软核处理器中图分类号11P274+．2文献标识码A文章缩号1007-7820(2008)10—068一04DesignoftheDataAcquisitionBasedSOPCBaosen，WangJingxian(Thedesigndesign．Theacquisi—majormodules收稿日期：2008．01．08作者简介：姚国国(1979一)，男．助理工程师，硕士研究生。研究方向：信号采集和处理。YaoGuoguo，Li7thInstitute，ChinaAirborneMissileAcademy，LuoyangAbstractisflexibleandefficientSocmethoddevelopedbyAheraCorporation．ItcouldbuildSoeintegratingprocessor，memory，I／OotherperipheralsPLD．NioslIsoftmicroprocessorCorporation．whichbeusedschemehJighspeeddataacquisitionwhichMAXl25A／DFPGAhard—coreduced．ThetechnologythisNioslI，asoft—coremi·croprocessor，isembeddedFPGA．Otheralsocompiledintegratedimplementsimulationfiguresanalysisresulthardware’svidedinprovedreliablesteady．Keywordsacquisition；FPGA；SOPC；soft—coreProgramming011intotosystemintro—programtestpro—jacoreconverter01"1onusesasare
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一一一一一一一基于SOPC技术的数据采集系统的设计采集命令；FPGA得到采集命令后，FPGA控制转换结束信号，工控机在自身的定时中断服务程C／C++代码提供对输入输出端口、定时器等底层IDE软件编写C／C++代码，行了时序仿真，通过对系统硬件调试，给出实验数据，并对结果进行分析。Ahera公司提出的片上可编程系统(SOC)解决方案，使得FPGA在嵌入式系统设计领域的地位越来越重要。利用SOPC解决方案可将CPU、存储器、I／O接口、低电压差分信号(LVDS)技术、时钟／数据自动恢复(CDR)以及锁相环(PLL)等系统设计所需的模块集成到一片可编程器件(PLD)上，构成一个可编程的片上系统旧J。Ahera公司推出的NiosII系列嵌入式处理器，扩展了目前世界上最流行