基于SOPC的列車環(huán)境異物入侵監(jiān)測系統(tǒng)研究

3 視頻數(shù)據(jù)圖像傳輸模塊設(shè)計(jì)
視頻數(shù)據(jù)圖像傳輸部分采用SOPC Builder工具自帶的以太網(wǎng)接口IP核，將其添加到NiosⅡ系統(tǒng)中，構(gòu)建成SOPC系統(tǒng)。其中，DM9000A是一款高速網(wǎng)絡(luò)控制器，它具有通用處理器接口，1個(gè)10／100M PHY和4K字節(jié)的SRAM，它支持8位和16位2種數(shù)據(jù)接口。SOPC Builder提供將DM-9000A連接到Avalon總線上所需要的接口邏輯。圖5是DM9000A IP核接口模塊，分為輸入和輸出兩部分，一部分是模塊與Avalon總線的連接信號，另一部分是模塊與FPGA外部的DM9000A連接的信號。

最后根據(jù)需要配置得到的NiosⅡ軟核處理器如圖6所示。NiosⅡ是一個(gè)用戶可配置的通用RISC嵌入式處理器，NiosII集成開發(fā)環(huán)境(IDE)是NiosⅡ系列嵌入式處理器的基本軟件開發(fā)工具，所有軟件開發(fā)任務(wù)都可以在NiosⅡIDE下完成。

4 結(jié)束語
本文介紹一種基于SOPC的列車分布式環(huán)境異物入侵前端監(jiān)測系統(tǒng)，詳細(xì)介紹了SOPC硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)配置過程，以及基于此硬件系統(tǒng)配置的NiosⅡ軟核處理器的軟件設(shè)計(jì)。最后在Altera公司的DE2開發(fā)平臺上進(jìn)行測試，監(jiān)測得到前端灰度圖像如圖7所示，達(dá)到了前端檢測的目的。列車環(huán)境異物入侵監(jiān)測系統(tǒng)軟件流程包括對各模塊的初始化和對各模塊的流程控制，主要有視頻采集控制、圖像處理控制、圖像SDRAM存儲控制、以太網(wǎng)接口控制流程等設(shè)計(jì)。

基于SOPC技術(shù)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新點(diǎn)在于不但軟件是可以編程的，構(gòu)建的硬件系統(tǒng)也是可編程的，這就為系統(tǒng)的靈活配置和軟件的靈活設(shè)計(jì)提供了很大的方便，也有利于系統(tǒng)的后期優(yōu)化和升級。在設(shè)計(jì)時(shí)，要注意根據(jù)具體的硬件資源大小和實(shí)現(xiàn)速度要求，選擇硬件實(shí)現(xiàn)還是軟件模擬。同時(shí)還要注意前端采集模塊的抗抖動(dòng)設(shè)計(jì)。這種量體裁衣的硬件配置方式可以最大限度地提高系統(tǒng)的性價(jià)比，使得SOPC技術(shù)在環(huán)境異物入侵監(jiān)測系統(tǒng)中有著廣闊的應(yīng)用空間。也可以利用HardCopy技術(shù)，將實(shí)現(xiàn)于FPGA器件上的列車分布式環(huán)境異物入侵監(jiān)測系統(tǒng)通過特定的技術(shù)直接向ASIC轉(zhuǎn)化。