監控系統中總線配置的分析應用
2024/5/16 17:00:45點擊:
監控系統中采用的攝像頭是通過一種SCCB總線進行配置,這種總線有比較嚴格的時序要求,圖像數據的獲取也需要嚴格按像素同步時鐘進行。對于這類時序比較復雜、同步數據輸出、速率較快的情況,因為處理器速率和處理能力有限,多數設計者都習慣于采用一片PLD器件來處理,然后送給單片機。在這個平臺下,可以用VHDL語言來描述處理的邏輯,編譯生成包含用戶邏輯的IP模塊,連同NIOSCPU、其它接口及功能模塊一并燒寫到一片FPGA中,這樣提高了集成度,減少了設計多個器件之間的接口、布線等繁瑣工作。硬件設計框圖見圖2.
利用SOPCBuilder工具,可以很方便地把處理器、存儲器和其他外設模塊連接起來,形成一個完整系統。在SOPCBuilder圖形用戶界面下,可以管理IP模塊,設置系統參數,并選擇可用的端口和外設,完成設計之后,啟動系統生成程序,就會生成大量的輸出文件,包括HDL邏輯文件、C程序的頭文件和庫文件、模擬文件等形成一個全面的開發包。
現場監控設備軟件系統的設計中,采用了中斷和查詢相結合的服務方式。以報警信號為*高級的中斷消息,任何時候都享受*優先的中斷服務。它通過控制報警器發出報警聲光信號,執行防火或防盜的自動安全操作。另外此監控系統的一個特點是可以無線遠程升級。早期的嵌入式系統大多只能升級軟件,并且需要取下芯片重新燒寫。由于SOPC系統的靈活性,系統的軟件和固件都可以升級。
因此在這個系統安裝之后,如果客戶提出變化的需求,例如需要減少一個防火傳感器增加一個防盜傳感器等,設計者就可以在系統正常的運行當中,做出相應的遠程在線升級,而不必再去現場拆卸芯片重新燒寫。在這個系統的實現過程中,較充分體現了基于NIOS的SOPC系統的優勢,如果用傳統的單片機或者FPGA來設計,都不可避免地會增加很多外圍器件、接口電路,造成整個系統的性能不穩定,體積和功耗較大。而采用基于NIOS的SOPC系統,可以讓整個系統結構緊湊、設計靈活、可裁減、可擴充、可遠程升級、面市時間更短,并以較低成本實現高性能。
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