基于SOPC的腦電信號(hào)實(shí)時(shí)處理
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3 軟件設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)包括兩個(gè)部分，一部分是基于Verilog的用戶自定義外設(shè)組件，另一部分是基于NiosⅡIDE開發(fā)環(huán)境的各外設(shè)組件的驅(qū)動(dòng)和配置程序，以及處理腦電信號(hào)的FFT算法程序。
用戶自定義外設(shè)組件包括AD轉(zhuǎn)換和DA轉(zhuǎn)換模塊，用Verilog語(yǔ)言編寫AD和DA的控制模塊，編譯、綜合后實(shí)現(xiàn)其功能并留下與Avalon interface的寄存器接口。
軟件開發(fā)使用NiosⅡIDE，它是一個(gè)基于Eclipse IDE構(gòu)架的集成開發(fā)環(huán)境，包括：
1)GNU開發(fā)工具(標(biāo)準(zhǔn)GCC編譯器、連接器、匯編器和makefile工具等)；
2)基于GDB的調(diào)試器，包括軟件仿真和硬件調(diào)試；
3)提供用戶一個(gè)硬件抽象層HAI。(Hardware Abstraction．Iayer)；
4)提供嵌入式操作系統(tǒng)MicroC／OS一Ⅱ和LwlCP／IP協(xié)議棧的支持：
5)提供幫助用戶快速入門的軟件模板；
6)提供Flash下載支持(Flash。Programmer和QuartusⅡProgrammer)。
NiosⅡIDE可以完成NiosⅡ處理器系統(tǒng)的所有軟件開發(fā)任務(wù)。SOPC Builder生成系統(tǒng)后，可以直接使用NiosⅡIDE開始設(shè)計(jì)C應(yīng)用程序代碼。Altera提供外設(shè)驅(qū)動(dòng)程序和硬件抽象層(HAL)，使用戶能夠快速編寫與低級(jí)硬件細(xì)節(jié)無關(guān)的NiosⅡ程序。除了應(yīng)用代碼，用戶還可以在NiosⅡIDE工程中設(shè)計(jì)和重新使用定制庫(kù)。
基于C編寫的算法程序是腦電信號(hào)數(shù)字處理的核心程序。該程序包括6個(gè)相關(guān)文件，分別是math．h，register．h，LF2407．CMD．RIS2X X．UB，process．c和evectors．a(chǎn)sm。其中需要用到的數(shù)學(xué)公式庫(kù)文件是math．h，CPI_I內(nèi)部的寄存器及其相關(guān)定義文件是re面ster．h，連接命令文件是I~2407．CMD，指示編譯器如何進(jìn)行程序空間和數(shù)據(jù)空間的分配，系統(tǒng)提供RTS2XX．UB庫(kù)文件，向量表文件cvectors．a(chǎn)sm定義所需的復(fù)位和中斷向量，process．c主要是完成用戶期望的功能，是整個(gè)程序的核心部分。
FFT部分算法如下：
相關(guān)算法的說明：
1)采樣頻率Fs根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整，仿真時(shí)為1 000 Hz；
2)快速傅里葉變換的計(jì)算公式為：
評(píng)論