基于嵌入式處理器軟核Nios II的IP復(fù)用技術(shù)及應(yīng)用

3 Nios II 在汽車行駛記錄儀中的應(yīng)用

汽車行駛記錄儀是對車輛行駛速度、時間、里程以及有關(guān)車輛行駛的其它狀態(tài)信息進行記錄、存儲并可通過接口實現(xiàn)數(shù)據(jù)輸出的數(shù)字式電子記錄裝置。

采用基于嵌入式處理器Nios II的SOPC技術(shù)來設(shè)計汽車行駛記錄儀的優(yōu)勢如下：

汽車行駛記錄儀需要存儲、傳輸數(shù)據(jù)，必要時還需具備顯示和警報功能，系統(tǒng)接口較多，SOPC Builder提供了大量的接口IP核供用戶選擇，使得設(shè)計方便快捷，能夠大大的縮短開發(fā)工期。

汽車行駛記錄儀因其特殊的工作環(huán)境，要求盡可能的減小產(chǎn)品體積并提高系統(tǒng)的可靠性，SOPC的特點就是在FPGA上高度集成，盡量減少芯片外部連線，十分符合汽車行駛記錄儀對體積和可靠性的要求。

汽車行駛記錄儀應(yīng)該具備適應(yīng)用戶需求變化的能力，具備良好的可擴展性和升級特性?？删幊踢壿嬈骷﨔PGA以及Nios II的特點使得通過對軟件代碼的更新就可以完成系統(tǒng)的維護和升級。

3.1 硬件平臺的搭建

根據(jù)汽車行駛記錄儀的功能，將整個系統(tǒng)劃分為四個部分，如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)整體框圖

圖1中各部分的功能如下：

Nios II系統(tǒng)模塊：中央控制單元。包含Nios II處理器，Avalon總線，中斷時鐘以及與外設(shè)的接口。控制程序由運行在Nios II CPU上的軟件完成，負責(zé)對信號的采集，處理和存儲操作，并控制通信過程；

信號輸入部分：接收外部傳感器和開關(guān)量信號，并進行處理，將處理后的數(shù)據(jù)送到Nios II系統(tǒng)模塊的數(shù)據(jù)采集端口（PIO）；

存儲器部分：存儲采集的數(shù)據(jù)；

通信模塊：采用RS-232，負責(zé)與分析儀之間的通信。

根據(jù)各個部分的功能和開發(fā)板的配置（本項目所用的開發(fā)板為Stratix 1s10，F(xiàn)PGA的型號為：EP1S10F780C6），需要用到的外圍器件有：對模擬輸入信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換的ADC0809；用于試驗中存儲數(shù)據(jù)的 SRAM存儲器；用于試驗數(shù)據(jù)備份的Flash存儲器；裝載軟件程序、異常處理的SDRAM存儲器；記錄儀與分析儀之間的通信接口RS232；用于超速報警的LED；等等。