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1、2009年第3期广东公安科技总第96期基于Nios嵌入式软核的车载导航监控终端的设计张莉(广州市公安局国保支队,广东广州510043)摘要本文首先分析了车载导航监控终端的基本功能需求,然后介绍了基于AlteraStratixTM系列FPGAEP1S10的车载导航监控终端软硬件设计过程,并重点讨论了视频图像采集模块的逻辑接口设计方法。关键词Nios地理信息系统CDMA全球定位系统前言纬度信息,监控中心可以在电子地图上准确车载导航监控终端可广泛用于交警巡逻的了解终端的地理位置;车、消防用车、公安用车、运钞车、长途客视频图像采集模块获取车内和车外的具车及一些特殊车辆上,监控中心通过无线通体情况
2、,可以通过无线网络把图像信息传输信网络与车载导航监控终端进行信息交流,到监控中心;从而实现监控中心对车辆的集中、高效、可图像信息显示模块在本地显示电子地图、视化管理以及车辆之间的相互协作。各种状态信息以及协同作业的对方状态信息;本设计系统分析了车载导航监控终端的信息输入模块用于终端人机界面的信息TM各种功能需求,借助AlteraStratix系列FPGA交流;EP1S10丰富的逻辑资源,应用SOPCBuilder信息存储模块用于保存状态和设置信息;开发工具实现了车载导航监控终端硬件结构状态检测和控制模块实现对车载其它设的高度集成。同时,利用Nios嵌入式处理器备状态的检测以及根据控制中心
3、的命令对相强大的处理能力,配合使用μC/OS-II实时关设备进行控制;操作系统,实现了终端对多种传感信息实时、网络控制模块通过笔记本电脑可以对网高效处理。络服务器信息进行更新;电源管理模块实现电源的充电以及备用一、功能描述电源的切换。车载导航监控终端主要实现对各种传感二、Nios软核及外围模块接口设计信息的检测、处理、显示、数据的无线发送和接收。具体包括:Altera公司推出的高性能、大容量无线数据通信模块实现监控中心与车载StratixTMFPGA以及Nios嵌入式软核处理器,导航监控终端之间指令的交换和数据的传输;实现了处理器和外围接口的灵活配置,大大文本信息合成模块将文字信息转换为
4、语推进了SOPC(可编程片上系统)设计的进音信息,方便终端获取监控中心的各种命令程。同时Altera公司提供的SOPCBuilder可视和指示;化开发工具,能够根据客户需求,实现对硬GPS定位模块获取终端所在处的经度和件系统的高效配置。基于Nios嵌入式软核处·28·©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net张莉:基于Nios嵌入式软核的车载导航监控终端的设计2009(3)理器,应用SOPC技术设计车载导航监控终是通过I2C总线对内部的32个寄存
5、器相应的端,将能够大大简化硬件设计的复杂度,实控制位置相应的数值来完成的,而StratixTM现终端系统的高度集成,满足对各种接口的FPGA的I2C接口可以很方便地对其进行编程适配要求。和控制。ZR36060主要完成对数字视频图像在本终端设计中,CDMA无线通信模块、的压缩,输出标准JPEG格式的文件。压缩数GPS定位模块通过串口和EP1S10相连接,据可以主方式从压缩数据端口或以从方式从WTS701文本合成模块通过SPI-master总线控制端口输出,两种方式都有握手功能以便以及I/O片选线和EP1S10相连接,FRAM信进行数据流控制,它可以和SAA7113实现无息存储模块通过I2C
6、总线和EP1S10相连接,缝结合。StratixTMFPGA与视频图像采集模块这些接口在SOPCBuilder的通信工具目录下之间的接口如图1所示:以免费IP核的形式提供。视频图像采集模块由SAA7111和ZR36060组成,StratixTMFPGA通过相应的接口来控制SAA7111的工作状态,并获取经过ZR36060压缩后的数字视频数据。SAA7111是功能强大的可编程视频输入处理芯片,它可将摄像机输出的PAL、NTSC等不同制式的模拟复合全电视信号解码成亮度、色度信号。输出的数字视频信号格式有411YUV(16)、422YUV(12位)、422YUV或CCIR-656(8位)、56
7、5RGB(16位)、888RGB(24位)等可供选择。此外还提供了象素、时钟信号、图1StratixTMFPGA与视频图像采集模行场等多种同步信号。其所有的可编程功能块之间的接口图2ZR36060被动模式的接口时序视频图像压缩模块ZR36060工作于16bit在SOPC开发工具中,调用并行输入输出代码宽度的从模式,StratixTMFPGA通过使用模块(PIO),就可以构造操作该图像压缩模不同的片选线和启动转换线,可以控制四路块逻辑
