全新片上可编程系统（SOPC）多参监护仪专用主控板简介

　（一） XJ-SOPC-104 多参监护仪专用主控板的特殊技术要求

　　XJ-SOPC-104 多参监护仪主控板的SOPC内，除了具有ARM芯片所具有的基本硬件，如：CPU 微处理器、内外总线结构、SDRAM 存储器驱动、FLASH 存储器驱动、网络驱动等标准的软核IPCore 外，还需要一些特殊的软核IPCore，以便完成某些特殊要求：

　　能实现12 踪迹的心电波形在800X600 屏幕上的高速滚屏显示；
　　能静态和动态地同屏独立显示相关参数信息；
　　能通过调整相关参数，使系统能适应各种规格显示屏；
　　能够提供多个拥有独立中断源的独立UART 串口；

ARM芯片属于通用配置SOC，其中的LCD 显示驱动，无法直接实现上述特殊要求。该芯片只配置2 个硬件UART 串口， 同样无法满足多个独立UART 串口的要求。

　　采用SOPC 技术可以完美地解决这些特殊的技术要求。

　（二）XJ-SOPC-104 多参监护仪专用主控板技术要求的实现

　　为实现上述要求，在多参监护仪SOPC 主控系统的设计中，采用了Altera公司的SOPC 硬件开发工具平台（SOPC Builer 和Quartus II）和软件开发调试工具平台(NIOSII IDE)。采用了如下技术措施：

　　1、利用这两个平台所提供的免费软核IPCore 元件库和相应的底层支持软件，完成了工控板的通用硬件配置。如下：

　　1 1 个NIOSII/f 微处理器IP Core（处理速度可达78DMIPS）；2 SDRAM 驱动1 个（16MByte）；3 FLASH 驱动1 个（8MByte）；4 网络驱动1 个（10M）；5 I2C 驱动2 个；6 直流蜂鸣器驱动2 个；7 UART 串口驱动6 个（RS-232）；8 打印机并口驱动1 个（19 针）；9 LED 显示驱动6 个；10 纽扣按键驱动7 个；这些配置硬件均有完整的底层API 接口和C 语言调用函数供应用系统调用。根据应用系统的需要，可借助软核IP Core 元件库酌情增减这些配置硬件。

　　2、为解决对LCD 控制器的特殊问题，采取了如下措施：

　　1 在SOPC 中加入用硬件描述语言编写的专用LCD 显示驱动软核IP Core元件。该IP Core 具有三个独立显示层，每层都有各自独立的缓存空间和大小位置可变的独立显示窗口。具体参数：1 个16bit 显示层，用于心电波形的显示；3 个8bit 显示层，用于其它多参信息的显示。4 层可同时显示不同的资料，互不干扰。可实现800X600 分辨率显示的TFT 和VGA 两个驱动接口，且行场参数软件可调。

　　2 在SOPC 中加入用硬件描述语言编写的专用高速硬件画线软核IPCore。以实现在外部缓存中高速画线。

　　3 在SOPC 中加入用硬件描述语言编写的专用CPU 硬件指令，以提高CPU处理特殊任务的能力。

　　4 根据心电数据流信息压缩、曲线拟合和波形滚屏显示的原理，在上述专用硬件基础上，硬软结合编写出C 语言信息处理程序。

　　经过上述技术处理后，该SOPC 多参监护仪专用工业控制板系统在uC/OSII 操作系统C++语言下运行，对来自串口的标准5 导联心电信号流（12位）进行检测，可以做到：在800X600 显屏上同时显示12 条波形的条件下，最高滚屏速度可达100 毫米/ 每秒， 且CPU 使用率只占35% 。

　　四、XJ-SOPC-104 多参监护仪专控板是划时代的电子产品

SOPC多参监护仪专控板的最大技术优越性还在于该板具有非常强的可塑性。可以根据不同用户的要求，在不改变或较少改变原PCB板的情况下，以最少的资金投入和最快的速度，就可重新组建系统的硬、软件结构，大大提升现有产品的技术性能。例如：

　　1 可通过在现有SOPC中加入多个CUP软核，组成多核SOPC系统，就可成倍提高系统整体性能。

　　2 可以在SOPC中嵌入各种DSP软核，以满足对各种信息处理的要求。

　　3 可利用FPGA在系统可配置（ISP）的特性，在系统运行的工作中，对FPGA进行不同的系统重配置，达到改变系统结构以适应不同要求。例如：当选择使系统进入临床信息系统（CIS）时，FPGA就被重配置为网络信息系统；而当选择使系统进入临床监护系统（CMS）时，FPGA就被重配置为多参监护系统。这一切都是在应用系统正常工作时进行的改变。这是目前任何一种电子应用系统都无法做到的。SOPC 的出现使电子应用系统设计师希望摆脱各种IC 芯片的束缚和限制，随心所欲地直接构建芯片级应用系统的愿望得以实现。这是具有划时代意义的新技术革命。相信随着这款XJ-SOPC-104 多参监护仪专控板的推广和使用，必将会有越来越多的研发团队掌握SOPC 开发技术，为越来越多的企业创造更大的辉煌。