[发明专利]智能化全图形汽车仪表的硬件系统架构

权利要求书

1、智能化全图形汽车仪表的硬件系统架构，由微处理器ARM和现场可编程门阵列FPGA组成，其中ARM用于数据采集及系统控制，FPGA用于视频处理及图形描画显示，其特征在于：FPGA和ARM之间的通信方式为IIC方式通讯或共享内存方式，FPGA模块通过AVALON/SRAM桥扮演ARM处理器的静态随机存储器SRAM外部设备，将ARM处理器传送过来的图片数据存储在同步动态随机存储器SDRAM内，根据ARM处理器指令推动显示绘图阵列VGA显示器，完成多层混叠显示、画中画显示或画点画线绘图功能。

2、根据权利要求1所述的智能化全图形汽车仪表的硬件系统架构，其特征在于：所述ARM由硬件层、硬件驱动层、硬件抽象层、操作系统层、应用程序层组成，其中硬件层是整个嵌入式操作系统和应用程序运行的硬件平台，由具体的芯片、模块、电子元件构成，硬件驱动层用于直接驱动这些硬件资源，硬件驱动层包括扩串口、IIC、主机外设接口HPI及芯片内部硬件资源，其作用在于隐藏系统的硬件细节，向上层模块提供对硬件操作的软件接口；硬件抽象层将硬件驱动层的寄存器操作封装起来，通过硬件抽象层接口向操作系统层以及应用程序层提供对硬件进行抽象后的服务；当操作系统层或应用程序层使用硬件抽象层API进行设计时，只要硬件抽象层API能够在下层硬件平台上实现，那么操作系统层和应用程序层的代码就能够方便的进行移植；操作系统层通过调用硬件抽象层的接口，实现其作为管理软硬件资源的系统平台和用户控制算法的运行平台的功能，而应用程序层在操作系统的平台上控制系统的运作和行为，以实现各种具体功能及应用。

3、根据权利要求1所述的智能化全图形汽车仪表的硬件系统架构，其特征在于：所述FPGA内部模块划分为NIOS2软核模块、AVALON/SRAM接口模块、SDRAM驱动模块、片内RAM模块、配置器件接口模块、VGA驱动模块，各个模块之间由AVALON总线连接起来。

4、实现智能化全图形汽车仪表的方法，按以下步骤进行：

1)车辆信号采集：ARM将各种车辆信号采集进来，车辆信号采集包括车速脉冲采集、转速脉冲采集、油量水温的AD采集、开关信号采集；

2)信号调理：用数据处理算法对采集进来的车速脉冲、转速脉冲信号进行分析、调理、优化处理；

3)信号按协议传输给FPGA：处理之后的信号，按照自定义的传输协议，通过IIC总线传输给FPGA；

4)解析信号：FPGA接收到信号后，按照自定义的传输协议将具体的信号内容解析出来；

5)图形描画包括指针描画、图标描画：FPGA将ARM处理器传送过来的图片数据存储在同步动态随机存储器SDRAM内，根据ARM处理器指令推动VGA显示器，完成多层混叠显示、画中画显示或画点画线绘图功能，经过指针位图压缩存储算法和指针旋转及视觉优化算法的处理，将代表转速、车速的指针及各种开关量的图标显示在VGA显示器或液晶屏上，并实现与车辆信号的准确同步。