sopc的技术研究——基于sopc的数据采集系统

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1、分类号：密级天津理工大学研究生学位论文SOPC的技术研究一一基于SOPC的数据采集系统(申请硕士学位)学科专业：光学工程研究方向：SOPC的技术研究作者姓名：林鹏指导教师：郝庭柱2005年12月摘要摘要论文简要论述了嵌入式系统发展趋势，比较分析了采用AsIc，CPU实现数字系统的优缺点，介绍了一种新型的设计方案，即sOPc(可编程片上系统)，并研究了基于Nios处理器的sOPc设计技术。论文分析了嵌入式硬核和软核处理器性能和特点，着重介绍了Altera公司推出的新一代Nios处理器的结构、性能及总线规范。针对通用嵌入式系统开发特别是数据采集系统的

2、设计需求，提出了一个基于Nios处理器的数据采集系统设计思想，分析了该系统功能和组成，给出了系统整体设计方案，并实现了该系统。本文将此设计分为两个部分的工作，第一部分是数据采集系统的硬件设计和实现。本部分工作借鉴以往的研究经验，详细说明了两个主要模块：一是前端信号调理电路，二是基于Nios软核处理器及其各功能模块的设计。其中，前端信号调理电路主要包括：信号衰减放大电路、信号滤波电路、信号采样电路等：第二部分主要包括Nios处理器模块、电源模块、调试端口(JTAG)模块、片外RAM(sRAM)模块、片外ROM(FLAsH)模块、时钟(cL0cK)模

3、块、P10(parallelinpuL／0utput)端口模块、FIF0接口模块(数据缓存器)、PCI总线接口模块等。第二部分介绍了基于SOPc数据采集系统程序方面的设计和实现，包括采集系统的开发流程、基于VerilogHDI，设计的自动状态机，由硬件控制A／D转换以及自动向FIF0中存储数据。最后，作者对数采系统进行了仿真和验证，分析了仿真结果，验证了本系统方案设计的正确性和基于Nios处理器实现可编程片上系统的可行性，为基于Nios处理器的片上数据采集系统的设计奠定了技术基础。关键词：片上可编程系统；IP核；数据采集；NIOS微处理器摘要AB

4、STRACT、viththedevelopmentoftheembeddedsystem，theadVaIltagesanddisadVantagesofemployjngASICorCPUtoimplementthedigitalsystemhasbeencomparedandanalyzed．PapermainlyintroducethedesigntechnolOgyofsOPc(system0naProgrammablechip)andreseardl山edesigntechnologyofsOPcwhichisbasedontheNio

5、sembeddedsoftcofepro∞ssOLTheperformanceandthecharacteristicsof锄beddedhardcoreandembeddedsoftcorepmcessofstyleswereanalyzed，andthest兀lcture，perfomanceandon—chipbusregulationabOutNiospmcessorwereemphaticallystudied，whichisanewtypeofproductioninAlteraCompanyAccordingtotherequire

6、mentofgeneralembeddedsystemdeVelopInent，espedallythcdesi印OfdatacollectioⅡsystelnbasedonNiosprocessorisproVided．Thefunctionandcomponentofexperimentalsystemwereanalyzed．Thedesignschemeofthewholesystemisprovided，andthekeyproblemsonthedesignandimplementatjonoftheexpefimeⅡtalsyste

7、mwereresearched．Furthe订nore．1、^，opansaredescribedinthispapeLFjrstlyIdescribethehardwaredesignofdatacollectionsystem．IparticularlydescribetwomainmodulesconsulttoancieⅡtexperjence．TheoneisforepansignaladjustcircuitandtheotherissoftcoreprocessorbaseonNiosaⅡdotherSmodulesdesi印．Ho

8、weVeLtheforepartsigⅡaladjustcircuitincludesthesignalattenuationand锄p