基于嵌入式處理器軟核Nios II的IP復用技術(shù)及應用

3 Nios II 在汽車(chē)行駛記錄儀中的應用

汽車(chē)行駛記錄儀是對車(chē)輛行駛速度、時(shí)間、里程以及有關(guān)車(chē)輛行駛的其它狀態(tài)信息進(jìn)行記錄、存儲并可通過(guò)接口實(shí)現數據輸出的數字式電子記錄裝置。

采用基于嵌入式處理器Nios II的SOPC技術(shù)來(lái)設計汽車(chē)行駛記錄儀的優(yōu)勢如下：

汽車(chē)行駛記錄儀需要存儲、傳輸數據，必要時(shí)還需具備顯示和警報功能，系統接口較多，SOPC Builder提供了大量的接口IP核供用戶(hù)選擇，使得設計方便快捷，能夠大大的縮短開(kāi)發(fā)工期。

汽車(chē)行駛記錄儀因其特殊的工作環(huán)境，要求盡可能的減小產(chǎn)品體積并提高系統的可靠性，SOPC的特點(diǎn)就是在FPGA上高度集成，盡量減少芯片外部連線(xiàn)，十分符合汽車(chē)行駛記錄儀對體積和可靠性的要求。

汽車(chē)行駛記錄儀應該具備適應用戶(hù)需求變化的能力，具備良好的可擴展性和升級特性?？删幊踢壿嬈骷﨔PGA以及Nios II的特點(diǎn)使得通過(guò)對軟件代碼的更新就可以完成系統的維護和升級。

3.1 硬件平臺的搭建

根據汽車(chē)行駛記錄儀的功能，將整個(gè)系統劃分為四個(gè)部分，如圖1所示。

圖1 系統整體框圖

圖1中各部分的功能如下：

Nios II系統模塊：中央控制單元。包含Nios II處理器，Avalon總線(xiàn)，中斷時(shí)鐘以及與外設的接口?？刂瞥绦蛴蛇\行在Nios II CPU上的軟件完成，負責對信號的采集，處理和存儲操作，并控制通信過(guò)程；

信號輸入部分：接收外部傳感器和開(kāi)關(guān)量信號，并進(jìn)行處理，將處理后的數據送到Nios II系統模塊的數據采集端口（PIO）；

存儲器部分：存儲采集的數據；

通信模塊：采用RS-232，負責與分析儀之間的通信。

根據各個(gè)部分的功能和開(kāi)發(fā)板的配置（本項目所用的開(kāi)發(fā)板為Stratix 1s10，FPGA的型號為：EP1S10F780C6），需要用到的外圍器件有：對模擬輸入信號進(jìn)行模數轉換的ADC0809；用于試驗中存儲數據的 SRAM存儲器；用于試驗數據備份的Flash存儲器；裝載軟件程序、異常處理的SDRAM存儲器；記錄儀與分析儀之間的通信接口RS232；用于超速報警的LED；等等。