全新片上可編程系統(tǒng)（SOPC）多參監(jiān)護儀專用主控板簡介

　　（一） XJ-SOPC-104 多參監(jiān)護儀專用主控板的特殊技術要求

　　XJ-SOPC-104 多參監(jiān)護儀主控板的SOPC 內，除了具有ARM 芯片所具有的基本硬件，如：CPU 微處理器、內外總線結構、SDRAM 存儲器驅動、FLASH 存儲器驅動、網絡驅動等標準的軟核IP Core 外，還需要一些特殊的軟核IP Core，以便完成某些特殊要求：

　　能實現(xiàn)12 蹤跡的心電波形在800X600 屏幕上的高速滾屏顯示；
　　能靜態(tài)和動態(tài)地同屏獨立顯示相關參數(shù)信息；
　　能通過調整相關參數(shù)，使系統(tǒng)能適應各種規(guī)格顯示屏；
　　能夠提供多個擁有獨立中斷源的獨立UART 串口；

　　ARM 芯片屬于通用配置SOC，其中的LCD 顯示驅動，無法直接實現(xiàn)上述特殊要求。該芯片只配置2 個硬件UART 串口， 同樣無法滿足多個獨立UART 串口的要求。

　　采用SOPC 技術可以完美地解決這些特殊的技術要求。

　?。ǘJ-SOPC-104 多參監(jiān)護儀專用主控板技術要求的實現(xiàn)

　　為實現(xiàn)上述要求，在多參監(jiān)護儀SOPC 主控系統(tǒng)的設計中，采用了Altera公司的SOPC 硬件開發(fā)工具平臺（SOPC Builer 和Quartus II）和軟件開發(fā)調試工具平臺(NIOSII IDE)。采用了如下技術措施：

　　1、利用這兩個平臺所提供的免費軟核IP Core 元件庫和相應的底層支持軟件，完成了工控板的通用硬件配置。如下：

　　1 1 個NIOSII/f 微處理器IP Core（處理速度可達78DMIPS）；2 SDRAM 驅動1 個（16MByte）；3 FLASH 驅動1 個（8MByte）；4 網絡驅動1 個（10M）；5 I2C 驅動2 個；6 直流蜂鳴器驅動2 個；7 UART 串口驅動6 個（RS-232）；8 打印機并口驅動1 個（19 針）；9 LED 顯示驅動6 個；10 紐扣按鍵驅動7 個；這些配置硬件均有完整的底層API 接口和C 語言調用函數(shù)供應用系統(tǒng)調用。根據(jù)應用系統(tǒng)的需要，可借助軟核IP Core 元件庫酌情增減這些配置硬件。

　　2、為解決對LCD 控制器的特殊問題，采取了如下措施：

　　1 在SOPC 中加入用硬件描述語言編寫的專用LCD 顯示驅動軟核IP Core元件。該IP Core 具有三個獨立顯示層，每層都有各自獨立的緩存空間和大小位置可變的獨立顯示窗口。具體參數(shù)：1 個16bit 顯示層，用于心電波形的顯示；3 個8bit 顯示層，用于其它多參信息的顯示。4 層可同時顯示不同的資料，互不干擾?？蓪崿F(xiàn)800X600 分辨率顯示的TFT 和VGA 兩個驅動接口，且行場參數(shù)軟件可調。

　　2 在SOPC 中加入用硬件描述語言編寫的專用高速硬件畫線軟核IPCore。以實現(xiàn)在外部緩存中高速畫線。

　　3 在SOPC 中加入用硬件描述語言編寫的專用CPU 硬件指令，以提高CPU處理特殊任務的能力。

　　4 根據(jù)心電數(shù)據(jù)流信息壓縮、曲線擬合和波形滾屏顯示的原理，在上述專用硬件基礎上，硬軟結合編寫出C 語言信息處理程序。

　　經過上述技術處理后，該SOPC 多參監(jiān)護儀專用工業(yè)控制板系統(tǒng)在uC/OSII 操作系統(tǒng)C++語言下運行，對來自串口的標準5 導聯(lián)心電信號流（12位）進行檢測，可以做到：在800X600 顯屏上同時顯示12 條波形的條件下，最高滾屏速度可達100 毫米/ 每秒， 且CPU 使用率只占35% 。

　　四、XJ-SOPC-104 多參監(jiān)護儀專控板是劃時代的電子產品

      SOPC多參監(jiān)護儀?？匕宓淖畲蠹夹g優(yōu)越性還在于該板具有非常強的可塑性?？梢愿鶕?jù)不同用戶的要求，在不改變或較少改變原PCB板的情況下，以最少的資金投入和最快的速度，就可重新組建系統(tǒng)的硬、軟件結構，大大提升現(xiàn)有產品的技術性能。例如：

　　1 可通過在現(xiàn)有SOPC中加入多個CUP軟核，組成多核SOPC系統(tǒng)，就可成倍提高系統(tǒng)整體性能。

　　2 可以在SOPC中嵌入各種DSP軟核，以滿足對各種信息處理的要求。

　　3 可利用FPGA在系統(tǒng)可配置（ISP）的特性，在系統(tǒng)運行的工作中，對FPGA進行不同的系統(tǒng)重配置，達到改變系統(tǒng)結構以適應不同要求。例如：當選擇使系統(tǒng)進入臨床信息系統(tǒng)（CIS）時，FPGA就被重配置為網絡信息系統(tǒng)；而當選擇使系統(tǒng)進入臨床監(jiān)護系統(tǒng)（CMS）時，F(xiàn)PGA就被重配置為多參監(jiān)護系統(tǒng)。這一切都是在應用系統(tǒng)正常工作時進行的改變。這是目前任何一種電子應用系統(tǒng)都無法做到的。SOPC 的出現(xiàn)使電子應用系統(tǒng)設計師希望擺脫各種IC 芯片的束縛和限制，隨心所欲地直接構建芯片級應用系統(tǒng)的愿望得以實現(xiàn)。這是具有劃時代意義的新技術革命。相信隨著這款XJ-SOPC-104 多參監(jiān)護儀?？匕宓耐茝V和使用，必將會有越來越多的研發(fā)團隊掌握SOPC 開發(fā)技術，為越來越多的企業(yè)創(chuàng)造更大的輝煌。