基于嵌入式处理器软核Nios II的IP复用技术及应用

3 Nios II 在汽车行驶记录仪中的应用

汽车行驶记录仪是对车辆行驶速度、时间、里程以及有关车辆行驶的其它状态信息进行记录、存储并可通过接口实现数据输出的数字式电子记录装置。

采用基于嵌入式处理器Nios II的SOPC技术来设计汽车行驶记录仪的优势如下：

汽车行驶记录仪需要存储、传输数据，必要时还需具备显示和警报功能，系统接口较多，SOPC Builder提供了大量的接口IP核供用户选择，使得设计方便快捷，能够大大的缩短开发工期。

汽车行驶记录仪因其特殊的工作环境，要求尽可能的减小产品体积并提高系统的可靠性，SOPC的特点就是在FPGA上高度集成，尽量减少芯片外部连线，十分符合汽车行驶记录仪对体积和可靠性的要求。

汽车行驶记录仪应该具备适应用户需求变化的能力，具备良好的可扩展性和升级特性。可编程逻辑器件FPGA以及Nios II的特点使得通过对软件代码的更新就可以完成系统的维护和升级。

3.1 硬件平台的搭建

根据汽车行驶记录仪的功能，将整个系统划分为四个部分，如图1所示。

图1 系统整体框图

图1中各部分的功能如下：

Nios II系统模块：中央控制单元。包含Nios II处理器，Avalon总线，中断时钟以及与外设的接口。控制程序由运行在Nios II CPU上的软件完成，负责对信号的采集，处理和存储操作，并控制通信过程；

信号输入部分：接收外部传感器和开关量信号，并进行处理，将处理后的数据送到Nios II系统模块的数据采集端口（PIO）；

存储器部分：存储采集的数据；

通信模块：采用RS-232，负责与分析仪之间的通信。

根据各个部分的功能和开发板的配置（本项目所用的开发板为Stratix 1s10，FPGA的型号为：EP1S10F780C6），需要用到的外围器件有：对模拟输入信号进行模数转换的ADC0809；用于试验中存储数据的 SRAM存储器；用于试验数据备份的Flash存储器；装载软件程序、异常处理的SDRAM存储器；记录仪与分析仪之间的通信接口RS232；用于超速报警的LED；等等。