基于fpga的嵌入式系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]基于FPGA的嵌入式系統(tǒng)主要涉及計(jì)算機(jī)嵌入式開發(fā)方面領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]嵌入式系統(tǒng)的一種流行的定義為:以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，軟件硬件可裁剪，適應(yīng)系統(tǒng)對功能、實(shí)時(shí)性、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(或稱為非Pc智能電子設(shè)備)。嵌入式設(shè)計(jì)技術(shù)和芯片技術(shù)也經(jīng)歷著一次又一次的革新。在當(dāng)今數(shù)字信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)高速發(fā)展的后Pc時(shí)代，嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于移動(dòng)計(jì)算平臺(tái)(PDA、掌上計(jì)算機(jī))、信息家電(數(shù)字電視、機(jī)頂盒、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備)、無線通信設(shè)備(手機(jī)、股票接收設(shè)備)、工業(yè)/商業(yè)控制(智能工控設(shè)備、POS、ATM機(jī))、電子商務(wù)平臺(tái)、航空航天、以及軍事應(yīng)用等諸多領(lǐng)域。
[0003]

【發(fā)明內(nèi)容】

通過國家專利檢索沒有發(fā)現(xiàn)關(guān)于此系統(tǒng)方面的申請資料。
[0004]首先它是片上系統(tǒng)(SOC)，即由單個(gè)芯片完成整個(gè)系統(tǒng)的主要邏輯功能:其次，它是可編程系統(tǒng)，具有靈活的設(shè)計(jì)方式，可裁減、可擴(kuò)充、可升級，并具備軟硬件在系統(tǒng)可編程的功能。
[0005]SOPC結(jié)合了 SOC和FPGA各自的優(yōu)點(diǎn)，一般具備以下基本特征:
①至少包含一個(gè)以上的嵌入式處理IPCore ；
②具有小容量片內(nèi)高速RAM資源；
③豐富的IPCore資源可供靈活選擇；
④足夠的片上可編程邏輯資源；
⑤處理器調(diào)試接口和FPGA編程接口共用或者并存；
⑥可能包含部分可編程模擬電路；
⑦單芯片、低功耗、微封裝。
[0006]SOPC設(shè)計(jì)技術(shù)實(shí)際上涵蓋了嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)的全部內(nèi)容。除了以處理器和實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)(RTOS)為中心的軟件設(shè)計(jì)技術(shù)、以PCB和信號(hào)的完整性分析為基礎(chǔ)的高速電路設(shè)計(jì)技術(shù)以外，SOPC的主要邏輯設(shè)計(jì)是在可編程邏輯器件內(nèi)部進(jìn)行，而BGA封裝已被廣泛應(yīng)用在微封裝領(lǐng)域中。傳統(tǒng)的調(diào)試設(shè)備，如:邏輯分析儀和數(shù)字示波器，進(jìn)行直接測試分析，因此，必將對以仿真技術(shù)為基礎(chǔ)的軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)技術(shù)提出更高的要求。
[0007]嵌入式系統(tǒng)的需求可分為功能和非功能需求。需求描述的內(nèi)容為名稱、目的、輸入輸出關(guān)系、功能、性能、生產(chǎn)成本、功耗、物理尺寸和重量。往往}昆合使用“自頂向下”和“自底向上”的設(shè)計(jì)方法。
[0008]嵌入式系統(tǒng)的規(guī)格說明:描述系統(tǒng)的功能，即如何做的問題。要點(diǎn)如下:
①首先要意識(shí)到嵌入式系統(tǒng)規(guī)格說明的難度，但是這部分工作對于整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作是非常重要的； ②現(xiàn)代嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)是一種團(tuán)隊(duì)工作，而規(guī)格說明是多人工程設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)人員之間的基本溝通方式；
③規(guī)格說明與系統(tǒng)設(shè)計(jì)之間的關(guān)系問題需要仔細(xì)體會(huì)。
[0009]嵌入式系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)是指描述系統(tǒng)如何實(shí)現(xiàn)需求分析描述的功能。
[0010]嵌入式系統(tǒng)的模塊設(shè)計(jì)是指設(shè)計(jì)系統(tǒng)的硬件和軟件構(gòu)件以滿足規(guī)格說明的要求。主要包括下面幾點(diǎn):
①盡量使用現(xiàn)成的標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件(包括硬、軟構(gòu)件)；
②在設(shè)計(jì)專用構(gòu)件時(shí)需考慮系統(tǒng)的實(shí)時(shí)}生要求、合理的內(nèi)存空間劃分和簡潔的內(nèi)存空間的操作；
③合理的模塊設(shè)計(jì)應(yīng)包括模塊測試的環(huán)節(jié)，每個(gè)模塊都應(yīng)該按照規(guī)格要求進(jìn)行嚴(yán)格的測試。
[0011]嵌入式系統(tǒng)集成和測試具有高于一般系統(tǒng)集成的難度，關(guān)鍵在于調(diào)試工具有限，因此必須設(shè)計(jì)周密的集成測試計(jì)劃。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.基于FPGA的嵌入式系統(tǒng)，一般具備以下基本特征:至少包含一個(gè)以上的嵌入式處理 IP Core02.具有小容量片內(nèi)高速RAM資源。3.豐富的IPCore資源可供靈活選擇。4.足夠的片上可編程邏輯資源。5.處理器調(diào)試接口和FPGA編程接口共用或者并存。6.可能包含部分可編程模擬電路。7.單芯片、低功耗、微封裝。
【專利摘要】基于FPGA的嵌入式系統(tǒng)是基于FPGA的可編程片上系統(tǒng)(SOPC)具有設(shè)計(jì)靈活、可裁剪、軟硬件可編程等特點(diǎn)和優(yōu)勢，對可編程片上系統(tǒng)進(jìn)行研究就有著比較重要的意義。
【IPC分類】G06F15/76
【公開號(hào)】CN105550158
【申請?zhí)枴緾N201410596460
【發(fā)明人】楊際榮
【申請人】鎮(zhèn)江華揚(yáng)信息科技有限公司
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2014年10月30日