基于NiosⅡ軟核處理器的嵌入式PMP系統(tǒng)設(shè)計(jì)
發(fā)布時(shí)間:2020-11-06 14:15
隨著人類社會(huì)邁入數(shù)字化時(shí)代,以音頻和視頻為主的多媒體技術(shù)正發(fā)生著日新月異的變化,人們不再滿足于只是聽覺上的享受而日益要求在一個(gè)移動(dòng)平臺(tái)上欣賞照片、電影、電視節(jié)目等數(shù)字內(nèi)容,這股趨勢(shì)將要求我們突破MP3播放器的音頻領(lǐng)域?qū)⒀芯糠秶鷶U(kuò)展到視頻領(lǐng)域,這就使得便攜式多媒體播放器(PMP)成為消費(fèi)類電子產(chǎn)品的新熱點(diǎn)。與此同時(shí),半導(dǎo)體工業(yè)自身也站在一個(gè)新時(shí)代的門檻上,工藝線寬正在按照既定的速度向90nm以下挺進(jìn),微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展和集成規(guī)模的不斷擴(kuò)大,使得芯片的復(fù)雜性不斷的上升,而單片成本不斷降低。FPGA產(chǎn)品朝邏輯單元越來(lái)越多,性能越來(lái)越高,單位成本和功耗卻越來(lái)越低的方向發(fā)展,使得SOPC設(shè)計(jì)成為必然趨勢(shì)。 本論文就是從多媒體和SOPC技術(shù)的交叉點(diǎn)出發(fā),提出了運(yùn)用SOPC技術(shù)在Altera的CyclonⅡEP2C35FPGA上構(gòu)建PMP系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。本設(shè)計(jì)運(yùn)用IP復(fù)用、軟硬件協(xié)同、硬件加速等方法,結(jié)合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)資源特點(diǎn),構(gòu)建了基于NiosⅡ軟核處理器的PMP系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)了PMP系統(tǒng)的圖片瀏覽功能、MPEG1 layer3音頻解碼流暢播放、MPEG4 Simple Profile的QCIF視頻解碼播放功能和電子書閱讀功能,對(duì)SOPC技術(shù)在PMP領(lǐng)域的應(yīng)用邁出了探索性的一步。該系統(tǒng)具有體積小,設(shè)計(jì)靈活,開發(fā)周期短等優(yōu)點(diǎn)。
【學(xué)位單位】:北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位年份】:2008
【中圖分類】:TP368.12
【部分圖文】:
ullder自動(dòng)生成的Avalon交換架構(gòu)針對(duì)系統(tǒng)處理器和外設(shè)的專用化。傳統(tǒng)總線結(jié)構(gòu)中,單個(gè)總線仲裁器控制總線主機(jī)和從機(jī)之間線主機(jī)發(fā)起總線控制請(qǐng)求,由總線仲裁器對(duì)某個(gè)主機(jī)授權(quán)接入總試圖同時(shí)接入總線,總線仲裁器會(huì)根據(jù)一套固定的總裁規(guī)則,某個(gè)主機(jī)。由于每次只有一個(gè)主機(jī)能夠接入總線、使用總線資源,瓶頸。alon交換架構(gòu)的同時(shí)多主機(jī)體系結(jié)構(gòu)提高了系統(tǒng)帶寬,消除了帶alon交換架構(gòu),每個(gè)總線主機(jī)均有自己的專用互聯(lián),總線主機(jī)只,而不是總線本身。每當(dāng)系統(tǒng)加入模塊或者外設(shè)接入優(yōu)先權(quán)改變時(shí)利用最少的FPGA資源,產(chǎn)生新的最佳Avalon交換架構(gòu)。alon交換架構(gòu)支持多種系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu),如單主機(jī)/多主機(jī)系統(tǒng),可性能最佳數(shù)據(jù)通道之間的無(wú)縫傳輸。alon交換架構(gòu)體系如圖2.1所示。
選擇SOPC和DSP組合、SOPC和ARM組合、ARM和DSP組合、單片機(jī)和SOPC的組合等通過模式轉(zhuǎn)換功能,不同的硬件模塊間,可輕松實(shí)現(xiàn)近20種獨(dú)立的綜合特色模塊組合。實(shí)驗(yàn)平臺(tái)如圖3.1所示。4個(gè).d點(diǎn)陣口口(構(gòu)成蘭肚主6點(diǎn)陣)唯功臼欲塊.只開關(guān)外擴(kuò)翔率目趁娜拍賺.個(gè)囚拍示燈七弓,手帆式位盤陣科盯飛.八2位.宇存月.擴(kuò)皿搖口圖3.1實(shí)驗(yàn)平臺(tái) Fig3.lExPerimentalPlatformCIDE平臺(tái)硬件資源:1)4X64Pin核心模塊擴(kuò)展接口:可實(shí)現(xiàn)SOPC、多核MPSOC、ARM、nSP、PPC、8/16/犯位單片機(jī)…核心板疊加擴(kuò)展;2)IIC總線:4路8位AoC輸入,l路8位oAC輸出; 3)IICEEPROM;4)l路高速串行Spl總線ADC,速度為IMsps,可選配8、10、12位;5)4路高速串行SPI總線DAC,8位四通道;6)l路高速并行PAR總線ADC,速度為50Msps,可選配8位 75MspsAnC;
圖3.2PLL結(jié)構(gòu)圖Fig3.2PLLstrUetUrechartn:plo(paralleli即u燈outPut)eore,即通用10口核,和按鍵提供映射接口。音樂開始的按鍵。:plocore,為實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上LED燈的控制按鍵接口。信模塊上nash存儲(chǔ)器存儲(chǔ)容量只有64M對(duì)于一個(gè)PMP系統(tǒng)來(lái)不夠的,而SD卡的存儲(chǔ)容量多樣,從32M到ZG產(chǎn)品齊要來(lái)確定SD卡的存儲(chǔ)容量,因此本設(shè)計(jì)選用128M音頻、視頻、圖像和文檔文件都存放在SD卡中。
【引證文獻(xiàn)】
本文編號(hào):2873247
【學(xué)位單位】:北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位年份】:2008
【中圖分類】:TP368.12
【部分圖文】:
ullder自動(dòng)生成的Avalon交換架構(gòu)針對(duì)系統(tǒng)處理器和外設(shè)的專用化。傳統(tǒng)總線結(jié)構(gòu)中,單個(gè)總線仲裁器控制總線主機(jī)和從機(jī)之間線主機(jī)發(fā)起總線控制請(qǐng)求,由總線仲裁器對(duì)某個(gè)主機(jī)授權(quán)接入總試圖同時(shí)接入總線,總線仲裁器會(huì)根據(jù)一套固定的總裁規(guī)則,某個(gè)主機(jī)。由于每次只有一個(gè)主機(jī)能夠接入總線、使用總線資源,瓶頸。alon交換架構(gòu)的同時(shí)多主機(jī)體系結(jié)構(gòu)提高了系統(tǒng)帶寬,消除了帶alon交換架構(gòu),每個(gè)總線主機(jī)均有自己的專用互聯(lián),總線主機(jī)只,而不是總線本身。每當(dāng)系統(tǒng)加入模塊或者外設(shè)接入優(yōu)先權(quán)改變時(shí)利用最少的FPGA資源,產(chǎn)生新的最佳Avalon交換架構(gòu)。alon交換架構(gòu)支持多種系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu),如單主機(jī)/多主機(jī)系統(tǒng),可性能最佳數(shù)據(jù)通道之間的無(wú)縫傳輸。alon交換架構(gòu)體系如圖2.1所示。
選擇SOPC和DSP組合、SOPC和ARM組合、ARM和DSP組合、單片機(jī)和SOPC的組合等通過模式轉(zhuǎn)換功能,不同的硬件模塊間,可輕松實(shí)現(xiàn)近20種獨(dú)立的綜合特色模塊組合。實(shí)驗(yàn)平臺(tái)如圖3.1所示。4個(gè).d點(diǎn)陣口口(構(gòu)成蘭肚主6點(diǎn)陣)唯功臼欲塊.只開關(guān)外擴(kuò)翔率目趁娜拍賺.個(gè)囚拍示燈七弓,手帆式位盤陣科盯飛.八2位.宇存月.擴(kuò)皿搖口圖3.1實(shí)驗(yàn)平臺(tái) Fig3.lExPerimentalPlatformCIDE平臺(tái)硬件資源:1)4X64Pin核心模塊擴(kuò)展接口:可實(shí)現(xiàn)SOPC、多核MPSOC、ARM、nSP、PPC、8/16/犯位單片機(jī)…核心板疊加擴(kuò)展;2)IIC總線:4路8位AoC輸入,l路8位oAC輸出; 3)IICEEPROM;4)l路高速串行Spl總線ADC,速度為IMsps,可選配8、10、12位;5)4路高速串行SPI總線DAC,8位四通道;6)l路高速并行PAR總線ADC,速度為50Msps,可選配8位 75MspsAnC;
圖3.2PLL結(jié)構(gòu)圖Fig3.2PLLstrUetUrechartn:plo(paralleli即u燈outPut)eore,即通用10口核,和按鍵提供映射接口。音樂開始的按鍵。:plocore,為實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上LED燈的控制按鍵接口。信模塊上nash存儲(chǔ)器存儲(chǔ)容量只有64M對(duì)于一個(gè)PMP系統(tǒng)來(lái)不夠的,而SD卡的存儲(chǔ)容量多樣,從32M到ZG產(chǎn)品齊要來(lái)確定SD卡的存儲(chǔ)容量,因此本設(shè)計(jì)選用128M音頻、視頻、圖像和文檔文件都存放在SD卡中。
【引證文獻(xiàn)】
相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條
1 歐陽(yáng)路河;基于Nios Ⅱ的MP3解碼研究與實(shí)現(xiàn)[D];西安電子科技大學(xué);2011年
本文編號(hào):2873247
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