資料介紹
本設(shè)計運用了基于Nios II 嵌入式處理器的SOPC 技術(shù)。系統(tǒng)以ALTERA 公司的CycloneII 系列FPGA 為數(shù)字平臺,將微處理器、Avalon 總線、LED 點陣掃描控制器、存儲器和人機接口控制器等硬件設(shè)備集中在一片F(xiàn)PGA 上,利用片內(nèi)硬件來實現(xiàn)LED 點陣的帶地址掃描,降低系統(tǒng)總功耗和簡化CPU 編程的同時,提高了系統(tǒng)的精確度、穩(wěn)定性和抗干擾性能。
LED 點陣顯示屏被用到很多領(lǐng)域,隨著電子技術(shù)的發(fā)展,LED 點陣書寫顯示屏的廣泛應(yīng)用是一種趨勢。傳統(tǒng)的LED 點陣顯示是由微處理器實現(xiàn)的,但是以FPGA 做控制器將成為發(fā)展趨勢。
FPGA 的結(jié)構(gòu)靈活,其邏輯單元、可編程內(nèi)部連線和I/O 單元都可以由用戶編程,可以實現(xiàn)復(fù)雜邏輯功能,滿足各種設(shè)計需求。其速度快,功耗低,通用性強,特別適用于大型系統(tǒng)的設(shè)計。使用FPGA 還可以實現(xiàn)動態(tài)配置、在線系統(tǒng)重構(gòu)(可以在系統(tǒng)運行的不同時刻,按需要改變電路的功能,使系統(tǒng)具備多種空間相關(guān)或時間相關(guān)的任務(wù))及硬件軟化、軟件硬化等功能。用FPGA 做為控制器對本系統(tǒng)進行設(shè)計,利用它靈活豐富的I/0 資源簡化了電路,降低了系統(tǒng)的成本。本作品用FPGA 做為控制器,來實現(xiàn)LED 點陣書寫顯示屏的功能。
2 系統(tǒng)方案
2.1 主控器選擇方案論證
方案一:以ARM 為系統(tǒng)控制器
采用32 位RISC 微處理器ARM 實現(xiàn)點陣屏的控制和編碼功能,基本上能完成題目的要求,但是ARM 不適合多線程操作,如果應(yīng)用在系統(tǒng)中會使電路和軟件設(shè)計變得復(fù)雜。
方案二:用FPGA 作為系統(tǒng)控制器
FPGA 可以直接用硬件掃描、編碼、解碼、糾錯,速度快、穩(wěn)定性高、擴展性能好、體積小,可以提供豐富的邏輯單元和I/O 資源。用SOPC 工具可以快速生成片上軟核處理器,將所有的控制單元集成在一片F(xiàn)PGA 芯片內(nèi),降低了額外的功耗開支。采用并行的輸入/輸出方式,可以達到很快的速度。這樣合理的分配了FPGA 資源,具有很強的實時性和準確性??梢詫崿F(xiàn)各種靈活控制。
綜合考慮,最后采用方案二。
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