| 【中文题名】 | 基于NIOS Ⅱ的信号采集处理IP终端设计 |
| 【英文题名】 | IP Terminal Design of Signal Collection and Process Based on NIOS Ⅱ |
| 【学科专业】 | 信号与信息处理 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-11-1 |
| 【中关键词】 | NIOS,II,FPGA,SOPC,信号采集,uCOS-II |
| 【英关键词】 | NIOS II,FPGA,SOPC,signal gather,uC/OS-II,IP terminal, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化技术及设备>自动化系统>数据处理、数据处理系统>数据收集和处理系统 |
| 【论文摘要】 |
该论文基于NIOSⅡ软核处理器和Altera的FPGA芯片技术，对地震发生后灾害现场数据的采集处理，并将数据通过以太网进行远程传输进行了研究。以SOPC技术为实现手段，将信号采集和传输硬件电路通过可编程片上系统来实现，其特点是将对ADC的控制、数字信号的滤波、TCP／IP协议的设计，通过FPGA芯片集成在一起，以32位CPU，NIOSⅡ实现对整个系统的状态控制。通过在NIOSⅡ中嵌入TCP／IP协议，从而实现无PC终端机的简易网络传输。
该设计主要从以下四个方面展开研究。利用FPGA的逻辑功能进行了对ADC芯片工作的控制，使其在规定的时间内与SOPC进行数据接口，并对ADC各引脚时序进行控制，使两者协调同步工作，编制了相应的VHDL语言程序。其二，采用SOPC Builder和利用Matlab的DSP Bullder进行DSP模块设计，实现基于NIOSⅡ32位CPU核的FIR滤波器功能，创建了相应的C／C++和汇编的宏代码，使得软件可以访问用户自定义逻辑。对顶层设计产生的VHDL的RTL代码和仿真文件进行了综合、编译适配以及仿真。选择DSP Builder自动调用QuartusⅡ等EDA软件... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
4-5 |
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ABSTRACT |
5-8 |
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第1章 引言 |
8-12 |
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1.1 课题以及提出背景 |
8-10 |
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1.1.1 课题提出背景 |
8-9 |
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1.1.2 国内外研究动态 |
9 |
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1.1.3 基于NIOSⅡ的SOPC简介 |
9-10 |
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1.2 本设计研究内容 |
10 |
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1.3 本设计创新点 |
10-12 |
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第2章 信号采集处理IP终端设计 |
12-28 |
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2.1 信号采集处理IP终端组成 |
12 |
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2.2 系统硬件部分的设计 |
12-16 |
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2.3 SOPC系统设置 |
16-21 |
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2.3.1 基于Avalon总线接口的PWM外设逻辑的设计 |
17-20 |
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2.3.2 浮点硬件乘法加减法指令的定制和集成 |
20-21 |
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2.4 纯硬件FIR数字滤波器的设计 |
21-23 |
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2.4.1 FIR数字滤波器的原理 |
21-22 |
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2.4.2 FIR数字滤波器的硬件实现 |
22-23 |
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2.5 AD采样控制器的设计 |
23-28 |
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第3章 SOPC系统设计方法 |
28-36 |
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3.1 SOPC概念 |
28-29 |
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3.2 NIOSⅡ软核CPU介绍 |
29-32 |
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3.2.1 指令总线主端口 |
30-31 |
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3.2.2 数据总线主端口 |
31 |
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3.2.3 乘法支持 |
31-32 |
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3.3 用户自定义指令 |
32-36 |
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3.3.1 用户自定义指令的概念 |
32-33 |
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3.3.2 加速效果 |
33-34 |
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3.3.3 用户自定义指令应用 |
34-36 |
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第4章 利用DSP BUILDER设计DSP模块 |
36-40 |
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4.1 DSP BUIDLER及其设计流程 |
36-38 |
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4.2 创建DSP BUIDLER工程 |
38-40 |
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4.2.1 创建新模型 |
38-40 |
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第5章 UC/OS Ⅱ操作系统的应用程序设计 |
40-60 |
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5.1 UC/OSⅡ简介 |
40 |
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5.2 UC/OS-Ⅱ程序开发 |
40-43 |
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5.2.1 uC/OS-Ⅱ应用程序基本结构 |
40-41 |
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5.2.2 uC/OS-Ⅱ API函数 |
41-42 |
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5.2.3 多任务实现机制 |
42-43 |
|
5.3 uC/OS-Ⅱ平台下的LwIP移植 |
43-58 |
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5.3.1 LWIP简介 |
43-44 |
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5.3.2 操作系统模拟层相关代码 |
44-45 |
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5.3.3 定义数据类型 |
45-46 |
|
5.3.4 函数操作 |
46-53 |
|
5.3.5 LwIP接口初始设置及网络驱动 |
53-58 |
|
5.4 软件部分的整合 |
58-60 |
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结论 |
60-62 |
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致谢 |
62-63 |
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参考文献 |
63-64 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.386200 |
