基于SOPC技术的嵌入式系统设计

随着计算机体系结构理论的完善以及微电子工艺技术的革新,嵌入式技术不断取得新进展,其研究和应用已成为当前的热门技术．SOPC是Ahera公司提出的一种灵活、高效的片上系统设计方案,它可以有选择地将处理器、存储器、I／O等系统设计需要的组件集成到一个PLD器件上．在SOPC设计中可方便地加入用户自定义逻辑．重点介绍基于NiosⅡ内核处理器的嵌入式SOPC开发板的设计．     

基于Nios Ⅱ的倒车雷达系统的实验设计

以Altera公司的DE2开发板为硬件平台,利用其扩展IO口通过放大电路接超声波传感器。利用SOPC Builder生成SOPC系统,并用C语言在Nios Ⅱ IDE开发环境下编程,控制超声波的发射,检测超声波的接收,从而计算出超声波传感器到障碍物的距离,并对实验结果进行修正,结果证明该测距系统比较精确。     

LCD控制器设计及uClinux移植

设计了一个用于液晶显示的LCD控制器,该控制器基于A1tera公司的SOPC系统,通过SOPC中的Avalon总线接口与NiosⅡ处理器和SDRAM控制器通信,完成对LCD的显示控制。并在该Nios Ⅱ系统上成功移植了uClinux。     

EDA教学中译码器与显示接口电路的设计

本文利用QuartusⅡ集成开发环境来完成译码器、LCD、流水灯等电路的设计,以FPGA实验开发板为运行载体, FPGA开发板FA280核心器件为Altera CycloneⅡ系列的EP2C8Q208,通过开发板上的USB Blaster将程序下载到开发板,实现VHDL硬件语言设计的译码器、LCD及数码管显示接口电路的运行显示。     

基于NiosⅡ软核的网络化病人监护系统设计

介绍了利用32位Nios Ⅱ软核处理器和FPGA芯片来实现网络化病人生理参数监护系统的方法,讨论了硬件系统的基本构成、操作系统移植以及系统软件部分的设计问题。     

基于Nios Ⅱ的自定制PWM模块设计与实现

详细论述了基于NiosⅡ软核处理器的PWM外设模块的整个设计过程,最后构建SOPC系统,并在开发装置上进行了功能验证。文中所述的方法对于开发其它的用户自定义外设具有一定借鉴意义,按照Avalon总线规范将各种自定义外设的驱动程序集成到SOPC Builder的硬件抽象层中,进行设计复用,可以大大提高设计效率和提升数字系统的性能。     

基于NiosⅡ的自定制PWM模块设计与实现

详细论述了基于NiosⅡ软核处理器的PWM外设模块的整个设计过程,最后构建SOPC系统,并在开发装置上进行了功能验证。文中所述的方法对于开发其它的用户自定义外设具有一定借鉴意义,按照Avalon总线规范将各种自定义外设的驱动程序集成到SOPC Builder的硬件抽象层中,进行设计复用,可以大大提高设计效率和提升数字系统的性能。     

数字芯片设计在数字电路实验教学中的应用研究

本文分析了传统数字电路实验教学中客观存在的弊端,利用QuartusⅡ可编程逻辑器件设计软件和FPGA开发板,提出了基于FPGA的数字电路实验教学改革方案,激发学生的积极性,提高综合分析数字电路图的能力和操作能力。     

基于SOPC技术频谱分析仪的设计

设计制作了的数字式频谱分析仪,被测信号经过A/D采集后,在FPGA内部完成DFT的实部和虚部的计算,以Nios Ⅱ CPU为核心控制器件.系统运行稳定,功能相对齐全,人机界面友好.     

光谱吸收型光纤气体传感器及解调系统

基于光谱吸收型气体传感器的传感机理,搭建了实验平台,研究了基于一、二次谐波幅度比值法实现气体浓度检测的可行性,设计了一种新型的光纤气体传感器;基于32位嵌入式软核处理器NiosⅡ和FPGA技术设计了光纤气体传感器的解调系统.实验结果表明,该光纤气体传感器及其解调系统具有易维护、高速、高分辨率、高精度等优点.     

基于SOPC的FPGA NiosⅡ嵌入式等精度频率计设计

为了提高频率计的测量精度和系统性能,一方面对传统的等精度频率计的测量方法进行改进,另一方面采用SOPC设计技术,FPGA芯片上配置NiosⅡ嵌入式软核处理器的系统实现方案。利用FPGA高速数据处理能力实现对各参数的测量计数,软核处理器优良的数据处理能力实现对频率、周期、脉冲宽度和占空比的计算及显示。结果表明该频率计系统性能优良、测量精度高、成本低、体积小。     

卫星信道模拟器触摸屏参数控制系统的设计

针对目前卫星信道模拟器采用上位机进行参数设置,适应性差的缺点,设计了一种卫星信道模拟器触摸屏参数控制系统。该系统硬件主要由FPGA、触摸屏和存储单元组成,FPGA作为主控单元,通过触摸屏控制实现参数的显示和设置。系统软件主要采用Nios II软件进行嵌入式设计,包括Nios II软核设计、触摸屏程序设计以及参数控制模块设计。系统上电后,FPGA进行程序加载,控制触摸屏对其进行初始化并显示卫星信道参数设置界面,触摸参数控制按键,触摸屏把触摸数据传给FPGA进行卫星信道参数更新。该系统具有响应速度快、参数设置方便、适应性强等优点。     

基于FPGA的SOPC设计

本SOPC系统在Altera公司Cyclone系列芯片EP1C6Q240中移植Nios Ⅱ嵌入式处理器,作为核心控制电路;利用FPGA丰富的可编程逻辑资源和IP软核构成嵌入式处理器的接口模块,实现对SDRAM存储器、FLASH存储器、LCD液晶显示器、独立键盘、LED等硬件的控制;软件设计采用开源的uC/OS-Ⅱ嵌入式实时操作系统,完成一个嵌入式系统硬件设计.经调试运行,在该系统上成功进行了推箱子游戏,验证了基于FPGA硬件设计的可行性,实现嵌入式实时多任务软件的开发.     

射频无源器件设计实验教学开发板的实现

为了提高射频微波课程实验实践教学的效果,培养创新性射频微波工程人才,通过科学的选材和结构设计,实现了一套用于射频微波无源器件设计性实验教学的开发板,并给出了开发板的应用示例电路。实践证明,该开发板具有成本低廉、操作便携、性能可靠、可重复利用等优点,能够满足教学和科研的需要。     

基于CPLD的EDA实验与开发板设计

本文介绍了笔者设计开发的以EPM7128SLC84为可编程器件的EDA实验与开发板,给出了开发板的结构图和主要电路模块。     

基于SOPC的Turbo码实验平台设计

介绍了一种基于SOPC技术的Turbo码实验平台的设计方案，重点阐述了实验平台的硬件结构、系统组成以及Turbo编译码器在FPGA上的实现方法，最后给出了NiosⅡ处理器的定制结果和实验仿真结果。     

基于PDIUSBD12的USB数据通信探析

本文以WINDOWS作为主机操作平台,基于PHILIPS的D12SMART开发板,研究了D12开发板与PC主机之间USB数据通信的设计与实现。分析了USB1．1通信协议和PDIUSBD12芯片的工作性能与特点,探讨了对板载单片机fireware固件程序的设计和通信测试程序的设计,研究了单片机对USB控制芯片D12的控制和数据传输,以及与上机位的通信,实现了基于D12开发板和PC机的USB数据通信,表明USB技术有着广阔发展和应用前景。     

物联网智能终端实时温控系统设计

针对超高频读写器、信息采集和传输节点等物联网智能终端的温控需求,设计了一套多路、高精度实时温控系统。本系统以TQ2440开发板为母板,在Linux操作系统下进行开发,利用开发板自带的A/D通道对温度进行两路采集,通过无线网卡实现数据的传送及上、下位机之间的通信。使用Qt/Embedded设计图形用户控制界面,利用PID控制算法对温度进行调节、反馈,精确控温,能为相关设备实现智能控制提供保障。     

基于DSP的超声波接收前端分析与优化设计

针对超声波微弱信号接收和处理问题,进行了基于DSP(digital signal processor)开发板的采集前端分析与优化设计。采用下变频技术,充分利用了开发板上的音频编译码器实现微弱超声波信号采集。通过与普通ADC(analog-to-digital converter)采集方案的噪声系数进行对比,表明系统在微弱信号情况下,仍然可以获得较高的信噪比。该方案应用于一种便携式的超声波接收系统,使用户随时可以进行超声波信号的接收与处理工作。     

Python语言与应用

随着人工智能技术的兴起，Python逐渐成为最受欢迎的编程语言。在中小学人工智能教育中，Python也以其独特的优越性日趋普及。文章对Python语言的特点进行了研究、概括；对支持Python以及Micropython语言的硬件开发板进行了分类归纳，并对各开发板的结构和功能进行了分析；对融合Python语言的科创教育应用案例进行了语言设计、功能设计、应用设计的总结展示；最后对新课标背景下Python的学习模式进行了探讨。