隨著半導(dǎo)體技術(shù)、通訊技術(shù)以及大規(guī)模集成電路的飛速發(fā)展,智能儀器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想和方法發(fā)生了革命性的變化。新型的智能儀器系統(tǒng)融合了計(jì)算機(jī)、通信和控制技術(shù),具有智能化測(cè)控功能、友好的人機(jī)交互界面以及開放的外部設(shè)備接口。SOPC技術(shù)的出現(xiàn),為智能儀器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了一個(gè)新的解決方案。采用嵌入式SOPC思想架構(gòu)智能儀器系統(tǒng)可以解決傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法中出現(xiàn)的集成度不高,功能性不佳、靈活性不強(qiáng)等問題。在充分發(fā)揮SOPC系統(tǒng)的軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)以及在系統(tǒng)可編程的特點(diǎn)后,本課題設(shè)計(jì)開發(fā)了基于SOPC技術(shù)的智能儀器系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要包含人機(jī)交互和高速數(shù)據(jù)采集兩個(gè)部分,這兩個(gè)部分也是所有智能儀器必須具備的核心功能。 本文首先介紹了智能儀器的概念、發(fā)展、特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)以及SOPC系統(tǒng)的概念及其相關(guān)的開發(fā)環(huán)境。接著闡述了基于SOPC技術(shù)的智能儀器系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案。然后,論文圍繞儀器系統(tǒng)中幾個(gè)重要部分的軟硬件平臺(tái)的設(shè)計(jì)搭建全面展開。首先提出了一種針對(duì)LCD控制器IP核的設(shè)計(jì)方法,該方法以Altera公司的軟核處理器NiosⅡ?yàn)楹诵?通過對(duì)Avalon主端口的使用成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)幀緩存讀操作的硬件加速,并且該IP核以參數(shù)化... 

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題的研究目的與意義
    1.2 發(fā)展及現(xiàn)狀
    1.3 主要研究?jī)?nèi)容
    1.4 本文的組織結(jié)構(gòu)
第二章 基于SOPC的智能儀器總體設(shè)計(jì)
    2.1 SOPC技術(shù)概述
        2.1.1 SOC簡(jiǎn)介
        2.1.2 SOPC技術(shù)簡(jiǎn)介
    2.2 智能儀器總體結(jié)構(gòu)
        2.2.1 硬件設(shè)計(jì)
        2.2.2 軟件設(shè)計(jì)
    2.3 SOPC設(shè)計(jì)流程
        2.3.1 Quartus Ⅱ
        2.3.2 SOPC Builder
        2.3.3 Nios Ⅱ IDE
第三章 嵌入式人機(jī)交互系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)
    3.1 人機(jī)交互輸出接口——LCD控制器設(shè)計(jì)
        3.1.1 LCD控制器的原理及特性
        3.1.2 總體設(shè)計(jì)方案
        3.1.3 LCD時(shí)序信號(hào)生成模塊
        3.1.4 內(nèi)部寄存器設(shè)計(jì)
        3.1.5 幀緩存讀模塊設(shè)計(jì)
        3.1.6 輸出控制模塊設(shè)計(jì)
    3.2 人機(jī)交互輸入接口設(shè)計(jì)
        3.2.1 串口接口設(shè)計(jì)
        3.2.2 標(biāo)準(zhǔn)PS2鼠標(biāo)接口設(shè)計(jì)
    3.3 本章小結(jié)
第四章 面向智能儀器的嵌入式GUI系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    4.1 嵌入式GUI系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)
    4.2 GUI底層圖形模塊設(shè)計(jì)
        4.2.1 LCD初始化模塊
        4.2.2 像素點(diǎn)描繪模塊
        4.2.3 圖形設(shè)備接口模塊
    4.3 屏幕管理模塊
        4.3.1 對(duì)象管理模塊
        4.3.2 消息管理模塊
    4.4 GUI控件對(duì)象模塊
        4.4.1 面向?qū)ο蠹夹g(shù)與GUI系統(tǒng)設(shè)計(jì)的結(jié)合
        4.4.2 基類Base_Object
        4.4.3 面向智能儀器的菜單設(shè)計(jì)
    4.5 本章小結(jié)
第五章 高速數(shù)據(jù)采集接口及驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)
    5.1 中斷方式數(shù)據(jù)采集的設(shè)計(jì)
        5.1.1 Nios Ⅱ硬件中斷原理
        5.1.2 中斷方式的具體設(shè)計(jì)
    5.2 DMA方式數(shù)據(jù)采集的設(shè)計(jì)
        5.2.1 Nios Ⅱ DMA數(shù)據(jù)傳輸原理
        5.2.2 DMA方式的具體設(shè)計(jì)
    5.3 兩種方式的比較
第六章 測(cè)試與應(yīng)用
    6.1 測(cè)試驗(yàn)證
        6.1.1 測(cè)試系統(tǒng)的硬件構(gòu)建
        6.1.2 測(cè)試系統(tǒng)的效果演示
    6.2 實(shí)際應(yīng)用
第七章 總結(jié)與展望
    7.1 總結(jié)
    7.2 下一步的工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在學(xué)期間發(fā)表的論文目錄


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]智能儀器及其發(fā)展前景綜述[J]. 姜玉柱.  機(jī)械工程師. 2007(08)
[2]一種嵌入式GUI系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]. 何哲,朱珍民,羅海勇,顧曉光.  微電子學(xué)與計(jì)算機(jī). 2007(06)
[3]嵌入式SoC總線分析與研究[J]. 馬秦生,魏翠,孫力軍,秦鳴,曹陽.  中國(guó)集成電路. 2007(03)
[4]基于FPGA的數(shù)控系統(tǒng)LCD控制器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 蘇兢,楊志義,韓芝俠.  科學(xué)技術(shù)與工程. 2007(05)
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[7]FPGA的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法解析[J]. 程耀林.  微型電腦應(yīng)用. 2007(01)
[8]基于FPGA的可編程片上系統(tǒng)SOPC[J]. 梁迎春,曹祥建,吳海濤.  肇慶學(xué)院學(xué)報(bào). 2006(05)
[9]計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)發(fā)展簡(jiǎn)述[J]. 孔淵,陸虎敏,周堅(jiān)鋒,郭凡.  航空電子技術(shù). 2006(02)
[10]LCD控制器中央控制單元的設(shè)計(jì)[J]. 付先成,鄒雪城,雷鑑銘.  微電子學(xué)與計(jì)算機(jī). 2006(06)

碩士論文
[1]面向SOPC的圖形顯示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 時(shí)建雷.江蘇大學(xué) 2007
[2]嵌入式硬件圖形加速器的研究與設(shè)計(jì)[D]. 姜寧.華東師范大學(xué) 2006



本文編號(hào)：3694468