本設(shè)計(jì)采用了Altera公司開發(fā)的第二代低成本的FPGA芯片,在其之上開發(fā)了基于BCM04的NIOSⅡ藍(lán)牙通信模塊。該通信模塊能夠代替電纜,有效的應(yīng)用于工作環(huán)境復(fù)雜多變的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng),可實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、接入點(diǎn)、手操器等設(shè)備的無(wú)線通信
引言
在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中,大多的通信設(shè)備是通過(guò)加裝通信模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)的,而大多的通信模塊的處理器采用ARM核。隨著微電子學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)的迅速發(fā)展,電子系統(tǒng)已經(jīng)從電路板級(jí)系統(tǒng)集成發(fā)展成為包括ASIC、FPGA和嵌入式系統(tǒng)的多種模式。SOPC由于集成了硬核或軟核CPU、DSP、存儲(chǔ)器、外圍I/O及可編程邏輯模塊,在設(shè)計(jì)和應(yīng)有的靈活性及其成本方面有較大的優(yōu)勢(shì)。
NIOSⅡ系列處理器是Altera公司的第二代FPGA嵌入式處理器。同前一代軟核的CPU相比,NIOSⅡ的性能得到很大提高,體積更小,其最大處理能力是第一代軟核的三倍。邏輯功能方面具有32位的精簡(jiǎn)指令集CPU。實(shí)現(xiàn)方式是在FPGA上通過(guò)編程的方式實(shí)現(xiàn),這是與傳統(tǒng)的CPU的一個(gè)根本的差別。本文是在NIOSⅡ軟核的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了藍(lán)牙通信模塊,并在工業(yè)以太網(wǎng)中,較好地實(shí)現(xiàn)了通信模塊與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的無(wú)線通信。
NIOSⅡ嵌入式處理器概述
NIOSⅡ處理器是Altera公司的第二代用戶可配置的通用32位RSIC軟核微處理器,是Altera公司特有的基于通用FPGA架構(gòu)的軟CPU內(nèi)核。它可以提供:完全的32位指令集、數(shù)據(jù)總線和地址空間;32位通用的目的寄存器;32個(gè)外部中斷源;計(jì)算64位和128位乘積專用指令;單指令桶形移位器;對(duì)多種片上外設(shè)進(jìn)行訪問(wèn),提供片外存儲(chǔ)器和外設(shè)接口;在IDE控制下,硬件輔助調(diào)試模塊可對(duì)處理器進(jìn)行啟動(dòng)、停止、單步和追蹤操作;基于CNU C/C++工具鏈和Eclipse IDE;所有的NIOSⅡ處理器系統(tǒng)的指令集兼容;具有超過(guò)150 DMIPS的性能。