[發明專利]基于FPGA的嵌入式系統

在審

• 申請號: 201410596460.5
• 申請日: 2014-10-30
• 公開（公告）號: CN105550158A
• 公開（公告）日: 2016-05-04
• 發明（設計）人: 楊際榮
• 申請（專利權）人: 鎮江華揚信息科技有限公司
• 主分類號: G06F15/76
• 分類號: G06F15/76
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

基于FPGA的嵌入式系統主要涉及計算機嵌入式開發方面領域。

背景技術

嵌入式系統的一種流行的定義為：以應用為中心，以計算機技術為基礎，軟件硬件可裁剪，適應系統對功能、實時性、可靠性、成本、體積、功耗嚴格要求的專用計算機系統(或稱為非Pc智能電子設備)。嵌入式設計技術和芯片技術也經歷著一次又一次的革新。在當今數字信息技術和網絡技術高速發展的后Pc時代，嵌入式系統已經被廣泛應用于移動計算平臺(PDA、掌上計算機)、信息家電(數字電視、機頂盒、網絡設備)、無線通信設備(手機、股票接收設備)、工業／商業控制(智能工控設備、POS、ATM機)、電子商務平臺、航空航天、以及軍事應用等諸多領域。

發明內容

通過國家專利檢索沒有發現關于此系統方面的申請資料。

首先它是片上系統(SOC)，即由單個芯片完成整個系統的主要邏輯功能：其次，它是可編程系統，具有靈活的設計方式，可裁減、可擴充、可升級，并具備軟硬件在系統可編程的功能。

SOPC結合了SOC和FPGA各自的優點，一般具備以下基本特征：

①至少包含一個以上的嵌入式處理IPCore；

②具有小容量片內高速RAM資源；

③豐富的IPCore資源可供靈活選擇；

④足夠的片上可編程邏輯資源；

⑤處理器調試接口和FPGA編程接口共用或者并存；

⑥可能包含部分可編程模擬電路；

⑦單芯片、低功耗、微封裝。

SOPC設計技術實際上涵蓋了嵌入式系統設計技術的全部內容。除了以處理器和實時多任務操作系統(RTOS)為中心的軟件設計技術、以PCB和信號的完整性分析為基礎的高速電路設計技術以外，SOPC的主要邏輯設計是在可編程邏輯器件內部進行，而BGA封裝已被廣泛應用在微封裝領域中。傳統的調試設備，如：邏輯分析儀和數字示波器，進行直接測試分析，因此，必將對以仿真技術為基礎的軟硬件協同設計技術提出更高的要求。

嵌入式系統的需求可分為功能和非功能需求。需求描述的內容為名稱、目的、輸入輸出關系、功能、性能、生產成本、功耗、物理尺寸和重量。往往}昆合使用“自頂向下”和“自底向上”的設計方法。

嵌入式系統的規格說明：描述系統的功能，即如何做的

問題。要點如下：

①首先要意識到嵌入式系統規格說明的難度，但是這部分工作對于整個系統的設計工作是非常重要的；

②現代嵌入式系統的設計實現是一種團隊工作，而規格說明是多人工程設計中設計人員之間的基本溝通方式；

③規格說明與系統設計之間的關系問題需要仔細體會。

嵌入式系統的總體設計是指描述系統如何實現需求分析

描述的功能。

嵌入式系統的模塊設計是指設計系統的硬件和軟件構件以滿足規格說明的要求。主要包括下面幾點：

①盡量使用現成的標準構件(包括硬、軟構件)；

②在設計專用構件時需考慮系統的實時}生要求、合理的

內存空間劃分和簡潔的內存空間的操作；

③合理的模塊設計應包括模塊測試的環節，每個模塊都

應該按照規格要求進行嚴格的測試。

嵌入式系統集成和測試具有高于一般系統集成的難度，關鍵在于調試工具有限，因此必須設計周密的集成測試計劃。