基于nios嵌入式軟核的車載導(dǎo)航監(jiān)控終端的設(shè)計

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1、2009年第3期廣東公安科技總第96期基于Nios嵌入式軟核的車載導(dǎo)航監(jiān)控終端的設(shè)計張莉(廣州市公安局國保支隊,廣東廣州510043)摘要本文首先分析了車載導(dǎo)航監(jiān)控終端的基本功能需求,然后介紹了基于AlteraStratixTM系列FPGAEP1S10的車載導(dǎo)航監(jiān)控終端軟硬件設(shè)計過程,并重點討論了視頻圖像采集模塊的邏輯接口設(shè)計方法。關(guān)鍵詞Nios地理信息系統(tǒng)CDMA全球定位系統(tǒng)前言緯度信息,監(jiān)控中心可以在電子地圖上準(zhǔn)確車載導(dǎo)航監(jiān)控終端可廣泛用于交警巡邏的了解終端的地理位置;車、消防用車、公安用車、運鈔車、長途客視頻圖像采集模塊獲取車內(nèi)和車外的具車及一些特殊車輛上,監(jiān)控中心通過無線通體情況

2、,可以通過無線網(wǎng)絡(luò)把圖像信息傳輸信網(wǎng)絡(luò)與車載導(dǎo)航監(jiān)控終端進行信息交流,到監(jiān)控中心;從而實現(xiàn)監(jiān)控中心對車輛的集中、高效、可圖像信息顯示模塊在本地顯示電子地圖、視化管理以及車輛之間的相互協(xié)作。各種狀態(tài)信息以及協(xié)同作業(yè)的對方狀態(tài)信息;本設(shè)計系統(tǒng)分析了車載導(dǎo)航監(jiān)控終端的信息輸入模塊用于終端人機界面的信息TM各種功能需求,借助AlteraStratix系列FPGA交流;EP1S10豐富的邏輯資源,應(yīng)用SOPCBuilder信息存儲模塊用于保存狀態(tài)和設(shè)置信息;開發(fā)工具實現(xiàn)了車載導(dǎo)航監(jiān)控終端硬件結(jié)構(gòu)狀態(tài)檢測和控制模塊實現(xiàn)對車載其它設(shè)的高度集成。同時,利用Nios嵌入式處理器備狀態(tài)的檢測以及根據(jù)控制中心

3、的命令對相強大的處理能力,配合使用μC/OS-II實時關(guān)設(shè)備進行控制;操作系統(tǒng),實現(xiàn)了終端對多種傳感信息實時、網(wǎng)絡(luò)控制模塊通過筆記本電腦可以對網(wǎng)高效處理。絡(luò)服務(wù)器信息進行更新;電源管理模塊實現(xiàn)電源的充電以及備用一、功能描述電源的切換。車載導(dǎo)航監(jiān)控終端主要實現(xiàn)對各種傳感二、Nios軟核及外圍模塊接口設(shè)計信息的檢測、處理、顯示、數(shù)據(jù)的無線發(fā)送和接收。具體包括:Altera公司推出的高性能、大容量無線數(shù)據(jù)通信模塊實現(xiàn)監(jiān)控中心與車載StratixTMFPGA以及Nios嵌入式軟核處理器,導(dǎo)航監(jiān)控終端之間指令的交換和數(shù)據(jù)的傳輸;實現(xiàn)了處理器和外圍接口的靈活配置,大大文本信息合成模塊將文字信息轉(zhuǎn)換為

4、語推進了SOPC(可編程片上系統(tǒng))設(shè)計的進音信息,方便終端獲取監(jiān)控中心的各種命令程。同時Altera公司提供的SOPCBuilder可視和指示;化開發(fā)工具,能夠根據(jù)客戶需求,實現(xiàn)對硬GPS定位模塊獲取終端所在處的經(jīng)度和件系統(tǒng)的高效配置?；贜ios嵌入式軟核處·28·?1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net張莉:基于Nios嵌入式軟核的車載導(dǎo)航監(jiān)控終端的設(shè)計2009(3)理器,應(yīng)用SOPC技術(shù)設(shè)計車載導(dǎo)航監(jiān)控終是通過I2C總線對內(nèi)部的32個寄存

5、器相應(yīng)的端,將能夠大大簡化硬件設(shè)計的復(fù)雜度,實控制位置相應(yīng)的數(shù)值來完成的,而StratixTM現(xiàn)終端系統(tǒng)的高度集成,滿足對各種接口的FPGA的I2C接口可以很方便地對其進行編程適配要求。和控制。ZR36060主要完成對數(shù)字視頻圖像在本終端設(shè)計中,CDMA無線通信模塊、的壓縮,輸出標(biāo)準(zhǔn)JPEG格式的文件。壓縮數(shù)GPS定位模塊通過串口和EP1S10相連接,據(jù)可以主方式從壓縮數(shù)據(jù)端口或以從方式從WTS701文本合成模塊通過SPI-master總線控制端口輸出,兩種方式都有握手功能以便以及I/O片選線和EP1S10相連接,FRAM信進行數(shù)據(jù)流控制,它可以和SAA7113實現(xiàn)無息存儲模塊通過I2C

6、總線和EP1S10相連接,縫結(jié)合。StratixTMFPGA與視頻圖像采集模塊這些接口在SOPCBuilder的通信工具目錄下之間的接口如圖1所示:以免費IP核的形式提供。視頻圖像采集模塊由SAA7111和ZR36060組成,StratixTMFPGA通過相應(yīng)的接口來控制SAA7111的工作狀態(tài),并獲取經(jīng)過ZR36060壓縮后的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)。SAA7111是功能強大的可編程視頻輸入處理芯片,它可將攝像機輸出的PAL、NTSC等不同制式的模擬復(fù)合全電視信號解碼成亮度、色度信號。輸出的數(shù)字視頻信號格式有411YUV(16)、422YUV(12位)、422YUV或CCIR-656(8位)、56

7、5RGB(16位)、888RGB(24位)等可供選擇。此外還提供了象素、時鐘信號、圖1StratixTMFPGA與視頻圖像采集模行場等多種同步信號。其所有的可編程功能塊之間的接口圖2ZR36060被動模式的接口時序視頻圖像壓縮模塊ZR36060工作于16bit在SOPC開發(fā)工具中,調(diào)用并行輸入輸出代碼寬度的從模式,StratixTMFPGA通過使用模塊(PIO),就可以構(gòu)造操作該圖像壓縮模不同的片選線和啟動轉(zhuǎn)換線,可以控制四路塊邏輯