基于sopc的远程数据采集系统设计

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1、第20期计算机技术与发展V01．20No．12010年1月COMPUTERTECHNoLoGYANDDEVELoPMENTJan．2Ol0基于SOPC的远程数据采集系统设计丁晓贵，刘桂江(安庆师范学院计算机与信息学院，安徽安庆246011)摘要：在许多恶劣的环境下，测量者不能长期置身其中，使得数据采集和传送变得非常困难。为了解决这一问题，设计了一种基于S0I】c的远程数据采集系统。以NiosII软核处理器和所需的外设IP核嵌入到FPGA中为硬件架构，以移植~C／OS—I1实时操作系统和TCP／IP协议为软件体系，实现了开放式可重构的软硬件体

2、系结构。通过对温湿度采集，表明该系统能够满足高速采集数据的实时性和同步性要求，具有广泛的适用性和良好的应用前景。关键词：可编程片上系统；IP核；通信；数据采集；[IP／IP协议中图分类号：TN751文献标识码：A文章编号：1673—629X(2010)01—0229—03DesignofRemoteDataAcquisitionSystemBasedonSOPCDINGXiao-gui，LIUGui-jiang(DepartmentofComputerandInformation，AnqingNormalCollege，Anqing2460

3、11，China)Abstract：Datagatheringandconvectionisdifficuh．becausethen强踟rercan’tliveinallkindsofexecrableconditionlong．Forresolvingtheproblem，designaremotedatagatheringsystembasedonSOPC．Inthisdevice，theNiosIIsoftCPUcoreandperipheral’sIPcoreisembeddedinFP(、A，thepC／()S—IIreal—ti

4、meoperatingsystemand11。P／IPprotocolstackisreplantedinit，aopensystemisachievedwhichhardw~eands。fcanbereconfigure．Thesystemrealizestemperatureandhumiditygathering．whichindicatesthatitsatistiesdatagatberingsysteminreal—timeandin—phase．Tksdevicehasfineapplicabilityandapplicati

5、onprospect．Keywords：9：IPnuclear；communication；datagathering；TCP／IPprotocolO引言远程数据采集系统硬件架构如图1所示。从图中SOPC(SystemOnflProgrammableChip)是Ahera可以看出，Nios1I软核CPU及各种所需的外设IP均公司提出的一种高效灵活的设计方案，在数据采集领通过SOPCBuilder集成在一片FPGA中，构成该系统域中应用前景广泛。在许多高温、高压、强放射性等恶所需硬件的可重构部分。劣的环境下，由于测量者不能长期置身其中，使得数

6、据IlNiosIIl采集变得非常困难。在NioslI软核CPU上移植C／32bitCPUl＼OS一1I实时操作系统和TCP／IP协议栈，容易实现网卜A1lL以~太gi阿cI口Ii络通信，为网络化数据采集提供了条件⋯1，同时能够很a好地满足高速采集对实时性和同步性的要求。面10语西n瞳生墨r总战__{圃1数据采集系统的硬件体系匝——远程数据采集系统是利用S()PC技术实现数据采CycloneEPI~6集任务，并与上位机交换数据。该系统的工作原理是：图1系统硬件结构图上位机通过以太网LAN91C11l发送采集命令；FP—1．1IP核设计GA[2

7、J解析命令后，控制ADC芯片转换，存储数据；打为了在低成本情况下完成预定功能，选择了Cy—包并发送数据给上位机。cloneFPGA系列器件中的EP1C6。EP1C6无论是从逻辑资源还是存储器均能满足设计要求。在该系统收稿日期：2009—01—05；修回日期：2009一()4～17中，设计和选用了如下主要的IP核。基金项目：安徽省自然科学基金重点项目(t

8、osCPU系统到PC机的连接通路，·23O·计算机技术与发展第20卷通过JTAG—UART在PC机上调试NiosCPU所需要2数据采集系统的软件架构的程序，并通过监控程序对整个系