一種基于FPGA核系統(tǒng)的智能429-422信號轉換模塊的設
2.2 NiosIICPU的配置
需要將自定制外設集成進嵌入式系統(tǒng)。本設計所使用的FPGA是Altera公司的EP2C35,可在Altera公司推出的開發(fā)軟件Quartus II里對NiosⅡCPU進行配置。操作步驟為:在System contents中新建一個組件,在彈出的Component Editor窗口中的HDL Files欄中導入用戶設計好的422接口控制邏輯設計的verilog文件;Signals一欄中,Component Editor已自動解析出導入的verilog文件所包含的端口Name,但用戶還需對端口的類型進行指定,串行總線方向的端口須指定為export(相對于Avalon Slave端口而言)類型,Avalon總線方向的端口分別指定為標準的address、write、read、writedata、readdata等信號,如圖5所示。
設置完成后的自定制器件出現(xiàn)在Custom Devices中,可以將自定制的器件加入到Nios Ⅱ系統(tǒng)中,由Nios Ⅱ系統(tǒng)為其自動批定內存地址等資源。編譯無誤后即可完成NiosII CPU的設置。
3 軟件設計
Nios II嵌入式系統(tǒng)使用Altera公司提供的開發(fā)環(huán)境Nios Ⅱ IDE,Nios II IDE使用標準的C/C++語言作為編程語言,因此開發(fā)入門門檻不高。軟件設計時,除了包含指定的system.h,alt_main.h等頭文件,用戶應針對被集成進入系統(tǒng)的自定制器件編寫相應的頭件,即將Al-tera提供的基本命令重新封裝成用戶自定義的軟件命令,以使用戶的程序更加直觀、更具有可讀性。
軟件流程圖如圖6示。在每次上電復位后,智能模塊應對整個系統(tǒng)進行重新初始化,包括外設控制字的配置以及緩存初始化等工作。初始化完成后,應首先檢查有無接收請求,如有請求,則開始接收、轉換數(shù)據(jù),并寫入發(fā)送緩存,然后再判斷一次有無接收請求,如無,才轉入發(fā)送流程。發(fā)送完一次數(shù)據(jù)后,再次檢查接收請求。這種做法提高了數(shù)據(jù)接收事件的優(yōu)先權,可以保證接收數(shù)據(jù)不丟失。
4 結束語
基于NIOSⅡ軟核系統(tǒng)的智能429-422信號轉換模塊采用了智能化的設計技術,對比于非智能信號轉換模塊,具有零系統(tǒng)資源占用、可配置性強、轉換速度快等特點,同時由于無須開發(fā)驅動軟件,因而明顯縮短了研發(fā)周期,在工業(yè)控制等計算機系統(tǒng)中將會有廣泛的應用。
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