NiosII+GPS/GSM實現(xiàn)汽車狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)

引 言:

　　基于SoPC的汽車安全監(jiān)控系統(tǒng)采用Altera公司最新的SoPC(可編程片上系統(tǒng))解決方案——Nios處理器軟核為核心，配合GPS和GSM系統(tǒng)，對汽車的停放和運行狀態(tài)進行監(jiān)控。

　　基于SoPC的汽車安全監(jiān)控系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用于汽車的防盜、日常維護和交通事故的處理，為車輛故障提供有效的測試手段。

　　1 系統(tǒng)硬件組成

　　設(shè)計采用Altera公司的SoPC開發(fā)工具。系統(tǒng)的開發(fā)包括硬件和軟件兩大部分。使用SoPC Builder生成Nios嵌入式處理器，Nios嵌入式處理器開發(fā)工具允許用戶配置一個或多個Nios CPU，從標準庫中添加外圍設(shè)備，綜合處理自定義系統(tǒng)，與Quartus II設(shè)計軟件一起編譯系統(tǒng)。軟件開發(fā)的步驟是：利用SoPC Builder生成的軟件文件，用文本編輯器編寫匯編語言或C/C++源程序，用GNUPro軟件開發(fā)工具進行程序設(shè)計、連編和調(diào)試。GNUPro將源程序連編(包括匯編/編譯和連接)成可執(zhí)行程序，通過下載電纜對可執(zhí)行程序進行調(diào)試和運行。Quartus II設(shè)計軟件提供全面有效的設(shè)計環(huán)境，將設(shè)計、綜合、布局和驗證以及第三方EDA工具接口集成在一個無縫的環(huán)境中。利用集成在Quartus II 3.0中的SoPCbuilder可以創(chuàng)建自己的Nios CPU系統(tǒng)。Nios是Altera公司開發(fā)的16/32位嵌入式處理器軟核。

　　校科研基金項目“基于SOPC的汽車安全監(jiān)控系統(tǒng)”資助。 Altera公司推出了新一代多種系列FPGA，本設(shè)計選用低成本的Cyclone系列器件EP1C12，其具有12 060個邏輯單元，52個M4K RAM塊，239 616個RAM位和2個鎖相環(huán)，最大用戶I/O引腳249。

　　系統(tǒng)硬件組成框圖由Nios系統(tǒng)和外部設(shè)備兩部分組成，如圖1所示。

　　Nios系統(tǒng)包括CPU(Nios)、存儲器(memory)、定時器(timer)、總線和并/串行接口(key_pio、led_pio、lcd_pio、ccs_pio、uart_0和uart_1)等，并/串行接口分別實現(xiàn)與鍵盤、LED和LCD顯示器、汽車中控系統(tǒng)以及GPS和GSM系統(tǒng)等外部設(shè)備的連接。Nios系統(tǒng)設(shè)計和設(shè)計結(jié)果分別如圖2和圖3所示。

　　Nios系統(tǒng)同鍵盤、LED和LCD顯示器、汽車中控系統(tǒng)以及GPS系統(tǒng)等外部設(shè)備的連接比較簡單，GSM系統(tǒng)的連接較為復雜，如圖4所示。