基于SOPC的控制模塊及其IP核設(shè)計技術(shù)研究.pdf

1、視頻監(jiān)控、航空航天、醫(yī)療器械、汽車電子等領(lǐng)域往往需要控制模塊承擔(dān)系統(tǒng)管理、系統(tǒng)監(jiān)控、實時數(shù)據(jù)處理等功能。隨著嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用的高速發(fā)展，對控制模塊有高性能、多功能、小型化、靈活性、實時性、低功耗等需求。常用的處理器結(jié)合外設(shè)的控制模塊架構(gòu)集成化低、硬件結(jié)構(gòu)大、不夠靈活、軟硬件交互開銷大。SOPC（System-on-a-Programmable-Chip，即可編程片上系統(tǒng)）是近年來發(fā)展起來的系統(tǒng)級可編程芯片技術(shù)，具有高集成、靈活性、軟硬件協(xié)

2、作等優(yōu)點。針對新型控制模塊應(yīng)用需求，本文在高性能嵌入式平臺的開發(fā)中，研究基于SOPC的控制模塊及其IP核的設(shè)計技術(shù)，能夠靈活高效地實現(xiàn)復(fù)雜嵌入式系統(tǒng)控制模塊的應(yīng)用需求。
　　本文主要工作如下:(1)針對高性能嵌入式開發(fā)平臺的功能及需求，提出了一種基于SOPC芯片的系統(tǒng)設(shè)計方案;(2)針對軟硬件交互的需求，分析了SOPC平臺的特點，研究了基于SOPC的處理器和FPGA互連的方案，提出了一種基于雙互聯(lián)結(jié)構(gòu)的FPGA總體框架;(3)針對

3、流數(shù)據(jù)處理的具體需求，設(shè)計了一種基于AXI-Stream協(xié)議的IP核互聯(lián)方式，并基于該互聯(lián)方式提出了一種具有高吞吐、多級緩存、同時讀寫、流水線工作特點的DDR緩存模塊方案;(4)針對板卡互連的需求，研究了板卡互連的方式，采用軟硬件緊密結(jié)合的設(shè)計方法，實現(xiàn)了基于RapidIO的用戶自定義協(xié)議的板間數(shù)據(jù)傳輸功能;(5)設(shè)計并實現(xiàn)了三路CAN/RS-422通道的部分動態(tài)可重配置功能以及主控板CPU接口模塊IP核。
　　通過實際平臺的實驗