基于Nios II的多功能數碼相框設計
數碼相框是時(shí)尚的電子消費品,也是家庭必備的裝飾品,是一種以存儲、回放和瀏覽數碼照片為核心功能的電子產(chǎn)品。目前,市場(chǎng)上數碼相框大多是以單芯片為解決方案,以ESS/AML0GIC/MPX芯片設計為代表,就其設計流程而言,不存在嚴格意義上的硬件設計而只有軟件設計。硬件系統的核心器件是現成的,功能是確定的,結構是固定的,指令系統是不可更改的,從而導致硬件組織方案和連接方案是限定的。因此,要想對系統功能有大的升級或擴展,靠簡(jiǎn)單的固件升級是不行的,必須采用更好的核心器件,設計全新的硬件系統。
本文采用了基于NiosⅡ軟核處理器的SOPC技術(shù)來(lái)實(shí)現數碼相框的設計,從根本上改變了傳統設計方案的不足。NiosⅡ軟核嵌入式處理器是Altera公司提供的SOPC解決方案。NiosⅡ是一種可配置的16/32位RISC處理器,它結合豐富的外設、專(zhuān)用指令和硬件加速單元可以低成本地提供極度靈活和功能強大的SOPC系統,開(kāi)發(fā)者可以根據實(shí)際需要自行整合。SOPC技術(shù)在電子設計上給出了一種同時(shí)涉及底層的硬件系統設計和相應的軟件設計,在系統優(yōu)化方面有了前所未有的自由度,使得從多角度、多因素和多結構層面上大幅度優(yōu)化自己的設計成為可能。當電路有少量改動(dòng)時(shí),更凸現出其優(yōu)勢,可以延長(cháng)該產(chǎn)品在市場(chǎng)上的壽命,大大提高多功能數碼相框的性能。
1 系統總體架構設計及系統硬件設計
基于NiosⅡ的SOPC嵌入式系統開(kāi)發(fā),主要由三部分組成:IP庫(Nios軟核處理器,Avalon總線(xiàn),外圍設備接口等),SOPC Builder開(kāi)發(fā)工具,CNUPro軟件編譯器。另外,使用NiosⅡ進(jìn)行嵌入式設計在硬件上必須使用Altera公司的FPGA,本文中的設計使用的是Altera的Cyclone系列芯片的EPlCl2Q240C8芯片。
多功能數碼相框主要實(shí)現以下功能:能清晰地顯示JPEG圖片的自動(dòng)播放及其縮略圖式瀏覽;多區播放或者畫(huà)中畫(huà)多種顯示方式;圖片的即時(shí)編輯與裁剪(旋轉、美化);具有出色的視聽(tīng)娛樂(lè )功能,能播放MP3、MP4音頻文件,實(shí)時(shí)字幕滾動(dòng)疊加;文件和文件的瀏覽及其對USB接口和SD卡的支持;多種附加功能時(shí)鐘,萬(wàn)年歷等。
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