📦 基于FPGA的SOC设计技术研究 - 免费下载

随着半导体工艺技术的迅猛发展，现场可编程逻辑器件FPGA的集成度迅速提高，已达到百万门量级，与此同时，FPGA中的逻辑资源也日益丰富，使得基于FPGA的片上系统设计成为可能。基于FPGA的片上系统(SOPC)设计方案因其具有开发周期短，设计成本低，软硬件在系统可编程，系统设计灵活、可裁减、可扩充、可升级等优点正在成为电子系统设计的研究热点，且已经在通讯、工控等领域得到实际应用。 本文针对xilinx公司推出的、基于Microblaze微处理器软核的SOPC解决方案，深入研究了SOPC系统硬件平台的构建，软件开发以及软硬件协同仿真验证。 论文首先对片上系统设计中的几个重要概念——SOC、SOPC、IP核进行了讨论，并对它们之间的内在联系作了详细分析。接着研究分析了FPGA的结构特点，开发流程，SOPC的主要设计技术及两种实现方法；介绍了目前常用的几种嵌入式微处理器IP核和片上通用总线架构；详细描述了SOPC系统开发工具EDK的使用方法，以脉宽调制电路PWM的设计为例，讨论了用户IP核的集成过程，并进行仿真验证，给出仿真结果。论文第四章研究基于SOPC的红外热像仪系统开发，设计了基于Microblaze微处理器软核的系统控制模块，完成了IP核驱动程序和系统应用程序的开发。在实现Microblaze处理器子系统与专用硬件子系统的片内集成后，对红外热像仪系统进行了软硬件联调，调试结果表明，系统工作正常，验证了软硬件设计的正确性。 文章最后对本文的工作做了总结，并对今后进一步的研究做了展望。

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