[发明专利]基于FPGA的嵌入式系统

说明书

技术领域

基于FPGA的嵌入式系统主要涉及计算机嵌入式开发方面领域。

背景技术

嵌入式系统的一种流行的定义为：以应用为中心，以计算机技术为基础，软件硬件可裁剪，适应系统对功能、实时性、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统(或称为非Pc智能电子设备)。嵌入式设计技术和芯片技术也经历着一次又一次的革新。在当今数字信息技术和网络技术高速发展的后Pc时代，嵌入式系统已经被广泛应用于移动计算平台(PDA、掌上计算机)、信息家电(数字电视、机顶盒、网络设备)、无线通信设备(手机、股票接收设备)、工业／商业控制(智能工控设备、POS、ATM机)、电子商务平台、航空航天、以及军事应用等诸多领域。

发明内容

通过国家专利检索没有发现关于此系统方面的申请资料。

首先它是片上系统(SOC)，即由单个芯片完成整个系统的主要逻辑功能：其次，它是可编程系统，具有灵活的设计方式，可裁减、可扩充、可升级，并具备软硬件在系统可编程的功能。

SOPC结合了SOC和FPGA各自的优点，一般具备以下基本特征：

①至少包含一个以上的嵌入式处理IPCore；

②具有小容量片内高速RAM资源；

③丰富的IPCore资源可供灵活选择；

④足够的片上可编程逻辑资源；

⑤处理器调试接口和FPGA编程接口共用或者并存；

⑥可能包含部分可编程模拟电路；

⑦单芯片、低功耗、微封装。

SOPC设计技术实际上涵盖了嵌入式系统设计技术的全部内容。除了以处理器和实时多任务操作系统(RTOS)为中心的软件设计技术、以PCB和信号的完整性分析为基础的高速电路设计技术以外，SOPC的主要逻辑设计是在可编程逻辑器件内部进行，而BGA封装已被广泛应用在微封装领域中。传统的调试设备，如：逻辑分析仪和数字示波器，进行直接测试分析，因此，必将对以仿真技术为基础的软硬件协同设计技术提出更高的要求。

嵌入式系统的需求可分为功能和非功能需求。需求描述的内容为名称、目的、输入输出关系、功能、性能、生产成本、功耗、物理尺寸和重量。往往}昆合使用“自顶向下”和“自底向上”的设计方法。

嵌入式系统的规格说明：描述系统的功能，即如何做的

问题。要点如下：

①首先要意识到嵌入式系统规格说明的难度，但是这部分工作对于整个系统的设计工作是非常重要的；

②现代嵌入式系统的设计实现是一种团队工作，而规格说明是多人工程设计中设计人员之间的基本沟通方式；

③规格说明与系统设计之间的关系问题需要仔细体会。

嵌入式系统的总体设计是指描述系统如何实现需求分析

描述的功能。

嵌入式系统的模块设计是指设计系统的硬件和软件构件以满足规格说明的要求。主要包括下面几点：

①尽量使用现成的标准构件(包括硬、软构件)；

②在设计专用构件时需考虑系统的实时}生要求、合理的

内存空间划分和简洁的内存空间的操作；

③合理的模块设计应包括模块测试的环节，每个模块都

应该按照规格要求进行严格的测试。

嵌入式系统集成和测试具有高于一般系统集成的难度，关键在于调试工具有限，因此必须设计周密的集成测试计划。