基于SOPC的信息采集系统设计.pdf

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1、·51·基于SOPC的信息采集系统设计杨丽丽(贵州I省经济和信息化委员会信息中心，贵州贵阳55(IX)0)摘要：本文主要设计了以Ahera公司的EP2C8Q208为主体的信息采集系统，分析了它的工作原理和结构介绍了基于s0Pc设计的优势。以高度集成的SAA7ll为视频解码心．Jt~-片，并给出了VHDL~程实现的整体控制流程。该系统具有集成度高、灵’活I『生强、功耗小、可扩展性好等优点。关键词：s0Pc信息采集系统编程中图分类号：TP391文献标识码：文章编号：i~Y2~--6886(20t1)04—0051—03TheSOPC-basedInformationCollectionSystem

2、DesignYANGLiliAbstract：Inthispaper，itdesignedainformationcollectionsystem．Itsmainpartisalteracorporation’SEP2C8Q208．Then，ana—lyzedofitsworkingprincipleandstructure，describedtheadvantagesofthedesignbasedonSOPC．ItsvideodecoderchipisSAA7113whichishighlyintegratedandprovidedoverallcontrolflowwhichprogra

3、mmedinVHDL．Thesystemhasmanymeritssuchashighinte—gration，flexibility，powerconsumption，scalability．Keywords：SOPC；informationcollection；system；program摄放0引言像大信息采集系统是视频信号处理系统的前端部分，在头等前端———■滤波等亩s。块采模集拟工业、医疗、生产和军事等方面有着广泛的应用，特别是在装电置路有些特定的、危险的环境下信息采集系统代替人工值守的方式有着重要现实意义。本文基于现实意义的汽车隧道图1基于SOPC的系统框图信息的采集，将汽车在隧道中

4、行驶的高速的路面信息(图像)由采集系统采集处理后反馈给司机。一定程度上给司SOPC集成了硬核或软核CPU、DSP、锁相环、存储器、机的驾驶安全提供方便。特别是在高速隧道的行驶中，信I／0接口及可编程逻辑。由于有软核作CPU，因此既可以息采集系统在汽车上的应用有着更加现实的意义。随着使用自定义指令，也可通过各种总线自定义各种处理模块高新的SOPC技术的发展人们越来越多的将眼光转投到IP。在这个设计中整体的采用SOPC，采用硬件描述语言在一块FPGA芯片上实现整个的信息采集与处理系统，逐VHDL设计有限状态机来实现总控，SOPCBuilder可以生渐的摒弃了传统的信息采集系统u。本文基于这个趋势成

5、NiosII处理器并根据需要添加外设，如SDRAM、Flash提出了一种基于SOPC的信息采集系统设计。等。完全具备实现采集系统的条件。1系统的总体设计2系统的开发环境及芯片选择1．1系统的总体框图Altera公司的设计软件QuartuslI及其SOPCbuilder这个设计的总体流程是将前端的模拟设备采集到的设计组件，集软件开发，IP内核集成、设计输人、建模仿真、数据经过放大、滤波等模拟电路的处理，然后通过A／D转调试综合于一体，为基于SOPC的设计提供了一个强大的换进入到FPGA芯片，在FPGA芯片中我们采用SOPC技平台。主体芯片为Ahera公司的EtEC8Q208，它具有8256术整体

6、的控制采集、放大、A／D转换等前期功能模块，并要个LES，36个M4KRAMblocks(4Kbitsplus512parity求实现数据的高速、连续采样。整个系统的各个模块的时bits)，同时具有165888bit的RAM，支持18Embeddedmulti．钟频率也由SOPC协调处理，整体的框图如图1所示。pliers和2个m，资源配备十分丰富。A／D转换芯片1．2系统的可行性选择的是PHILIPHS公司的SAA7113。数据的传输采用乒·52·乓操作思想，这样能保证数据的不间断传输。的每个外设分配基地址和外设的优先级，由于本系统中没2．1高速模数转换器SAA7113有使用到外设中断，所以

7、无需进行中断优先级的分配。SAA7113是PHILIPHS公司的一种高集成度视频解在经过SOPCBuilder编译生成系统后，会自动生成一码芯片，它支持隔行扫描和多种数据输出格式，可通过其个模块，模块中包含设计NiosII系统中的所有组件，并且L2C接口对芯片内部电路进行控制。SAA7113的主要作用按照设计生成了相应的接口。最后，按照设计，给所有的是把输入的模拟视频信号解码成标准的“VPO”数字