全新片上可編程系統（SOPC）多參監護儀專(zhuān)用主控板簡(jiǎn)介

　?。ㄒ唬?XJ-SOPC-104 多參監護儀專(zhuān)用主控板的特殊技術(shù)要求

　　XJ-SOPC-104 多參監護儀主控板的SOPC 內，除了具有ARM 芯片所具有的基本硬件，如：CPU 微處理器、內外總線(xiàn)結構、SDRAM 存儲器驅動(dòng)、FLASH 存儲器驅動(dòng)、網(wǎng)絡(luò )驅動(dòng)等標準的軟核IP Core 外，還需要一些特殊的軟核IP Core，以便完成某些特殊要求：

　　能實(shí)現12 蹤跡的心電波形在800X600 屏幕上的高速滾屏顯示；
　　能靜態(tài)和動(dòng)態(tài)地同屏獨立顯示相關(guān)參數信息；
　　能通過(guò)調整相關(guān)參數，使系統能適應各種規格顯示屏；
　　能夠提供多個(gè)擁有獨立中斷源的獨立UART 串口；

　　ARM 芯片屬于通用配置SOC，其中的LCD 顯示驅動(dòng)，無(wú)法直接實(shí)現上述特殊要求。該芯片只配置2 個(gè)硬件UART 串口， 同樣無(wú)法滿(mǎn)足多個(gè)獨立UART 串口的要求。

　　采用SOPC 技術(shù)可以完美地解決這些特殊的技術(shù)要求。

　?。ǘJ-SOPC-104 多參監護儀專(zhuān)用主控板技術(shù)要求的實(shí)現

　　為實(shí)現上述要求，在多參監護儀SOPC 主控系統的設計中，采用了Altera公司的SOPC 硬件開(kāi)發(fā)工具平臺（SOPC Builer 和Quartus II）和軟件開(kāi)發(fā)調試工具平臺(NIOSII IDE)。采用了如下技術(shù)措施：

　　1、利用這兩個(gè)平臺所提供的免費軟核IP Core 元件庫和相應的底層支持軟件，完成了工控板的通用硬件配置。如下：

　　1 1 個(gè)NIOSII/f 微處理器IP Core（處理速度可達78DMIPS）；2 SDRAM 驅動(dòng)1 個(gè)（16MByte）；3 FLASH 驅動(dòng)1 個(gè)（8MByte）；4 網(wǎng)絡(luò )驅動(dòng)1 個(gè)（10M）；5 I2C 驅動(dòng)2 個(gè)；6 直流蜂鳴器驅動(dòng)2 個(gè)；7 UART 串口驅動(dòng)6 個(gè)（RS-232）；8 打印機并口驅動(dòng)1 個(gè)（19 針）；9 LED 顯示驅動(dòng)6 個(gè)；10 紐扣按鍵驅動(dòng)7 個(gè)；這些配置硬件均有完整的底層API 接口和C 語(yǔ)言調用函數供應用系統調用。根據應用系統的需要，可借助軟核IP Core 元件庫酌情增減這些配置硬件。

　　2、為解決對LCD 控制器的特殊問(wèn)題，采取了如下措施：

　　1 在SOPC 中加入用硬件描述語(yǔ)言編寫(xiě)的專(zhuān)用LCD 顯示驅動(dòng)軟核IP Core元件。該IP Core 具有三個(gè)獨立顯示層，每層都有各自獨立的緩存空間和大小位置可變的獨立顯示窗口。具體參數：1 個(gè)16bit 顯示層，用于心電波形的顯示；3 個(gè)8bit 顯示層，用于其它多參信息的顯示。4 層可同時(shí)顯示不同的資料，互不干擾?？蓪?shí)現800X600 分辨率顯示的TFT 和VGA 兩個(gè)驅動(dòng)接口，且行場(chǎng)參數軟件可調。

　　2 在SOPC 中加入用硬件描述語(yǔ)言編寫(xiě)的專(zhuān)用高速硬件畫(huà)線(xiàn)軟核IPCore。以實(shí)現在外部緩存中高速畫(huà)線(xiàn)。

　　3 在SOPC 中加入用硬件描述語(yǔ)言編寫(xiě)的專(zhuān)用CPU 硬件指令，以提高CPU處理特殊任務(wù)的能力。

　　4 根據心電數據流信息壓縮、曲線(xiàn)擬合和波形滾屏顯示的原理，在上述專(zhuān)用硬件基礎上，硬軟結合編寫(xiě)出C 語(yǔ)言信息處理程序。

　　經(jīng)過(guò)上述技術(shù)處理后，該SOPC 多參監護儀專(zhuān)用工業(yè)控制板系統在uC/OSII 操作系統C++語(yǔ)言下運行，對來(lái)自串口的標準5 導聯(lián)心電信號流（12位）進(jìn)行檢測，可以做到：在800X600 顯屏上同時(shí)顯示12 條波形的條件下，最高滾屏速度可達100 毫米/ 每秒， 且CPU 使用率只占35% 。

　　四、XJ-SOPC-104 多參監護儀專(zhuān)控板是劃時(shí)代的電子產(chǎn)品

      SOPC多參監護儀專(zhuān)控板的最大技術(shù)優(yōu)越性還在于該板具有非常強的可塑性?？梢愿鶕煌脩?hù)的要求，在不改變或較少改變原PCB板的情況下，以最少的資金投入和最快的速度，就可重新組建系統的硬、軟件結構，大大提升現有產(chǎn)品的技術(shù)性能。例如：

　　1 可通過(guò)在現有SOPC中加入多個(gè)CUP軟核，組成多核SOPC系統，就可成倍提高系統整體性能。

　　2 可以在SOPC中嵌入各種DSP軟核，以滿(mǎn)足對各種信息處理的要求。

　　3 可利用FPGA在系統可配置（ISP）的特性，在系統運行的工作中，對FPGA進(jìn)行不同的系統重配置，達到改變系統結構以適應不同要求。例如：當選擇使系統進(jìn)入臨床信息系統（CIS）時(shí)，FPGA就被重配置為網(wǎng)絡(luò )信息系統；而當選擇使系統進(jìn)入臨床監護系統（CMS）時(shí)，FPGA就被重配置為多參監護系統。這一切都是在應用系統正常工作時(shí)進(jìn)行的改變。這是目前任何一種電子應用系統都無(wú)法做到的。SOPC 的出現使電子應用系統設計師希望擺脫各種IC 芯片的束縛和限制，隨心所欲地直接構建芯片級應用系統的愿望得以實(shí)現。這是具有劃時(shí)代意義的新技術(shù)革命。相信隨著(zhù)這款XJ-SOPC-104 多參監護儀專(zhuān)控板的推廣和使用，必將會(huì )有越來(lái)越多的研發(fā)團隊掌握SOPC 開(kāi)發(fā)技術(shù)，為越來(lái)越多的企業(yè)創(chuàng )造更大的輝煌。