基于NiosⅡ和FPGA的便携式B超的交互系统的设计与实现
发布时间：2021-02-11 23:44
中国的医疗健康支出已成为继食品、教育之后的第三大消费支出,但该产业的总体规模还仅占到国内生产总值不到2%的比例。在居民健康需求和社区医疗建设等因素的快速推动下,中国便携式医疗电子市场持续保持高位增长水平。便携式B超仪器的开发必定将为我国的医疗事业的发展做出一定的贡献。本文采用基于FPGA和NiosⅡ的SOPC技术来构建便携式B超仪的SOPC系统,并在此基础上来进行交互系统的软件开发,以求使开发出的便携式B超产品能满足在性价比、体积、适用范围等方面的更高的要求。以往便携式B超仪的研制开发主要采用传统的“外置微处理器+FPGA"结构作为系统核心,其主要缺点是系统结构复杂,软硬件开发难度大,并且需要在微处理器和FPGA两个系统之间进行通信,不利于大批量数据的传输。在此基础上,本文提出采用基于NiosⅡ和FPGA的SOPC技术,利用Altera公司提供的NiosⅡ软核处理器来完成传统的外置微处理器所实现的功能,即将裁剪合适的NiosⅡ内核及其处理器系统下载到FPGA中,在FPGA芯片中形成系统的硬件逻辑,从而真正实现用单片FPGA芯片作为整个系统的控制中心的目的。本文首先在比较了目前普遍采用的...
【文章来源】：中南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
一INioSll的体系结构
SPARCVS架构。LEONZ是五级流水线而LEON3是7级流水线。两者都是哈佛存储架构，都有一与缓存子系统相关的配置选项。寄存器文件中的寄存器个数在符合s队 Rcvs标准的也是可配置的(2一犯个)[3，2，431。其系统结构如图2一3所示:寄存器文们人IEEE754浮点处理器砚卜阅卜跟踪缓冲协处理器闷卜整数7级流水线乘法/除法闷卜峨卜调试接l」峨卜戒卜断接Ii]阅卜调试支持单兀，!，断控制单兀指令缓存数据缓存碱卜本地】之阴AllB接f一]图2一3LEON的体系结构LEoNZ和LI力N3也提供一个接「尸了儿个一可川的浮点单元(FPU，floating
接口一中断FSI图2一ZMicroB!aze的体系结构(3)LEONZ/LEON3LEONZ\LEON3由 JiriGaisle个人夕「发，受到欧洲航天局工作的支持。它们都是犯位处理器核的VHDL开源模型，这模型完全符合标准的IEEE一 1754 SPARCVS架构。LEONZ是五级流水线而LEON3是7级流水线。两者都是哈佛存储架构，都有一与缓存子系统相关的配置选项。寄存器文件中的寄存器个数在符合s队 Rcvs标准的也是可配置的(2一犯个)[3，2，431。其系统结构如图2一3所示:寄存器文们人IEEE754浮点处理器砚卜阅卜跟踪缓冲协处理器闷卜整数7级流水线乘法/除法闷卜峨卜调试接l」峨卜戒卜断接Ii]阅卜调试支持单兀，!，断控制单兀指令缓存数据缓存碱卜本地】之阴AllB接f一]图2一3LEON的体系结构LEoNZ和LI力N3也提供一个接「尸了儿个一可川的浮点单元(FPU
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于NiosⅡ处理器的TFT-LCD图形显示设计[J]. 石红晓,吴光敏. 微型机与应用. 2010(18)
[2]NiosⅡ软核在数字式超声探伤系统中的应用[J]. 李佳,林春成. 机电工程技术. 2009(07)
[3]FPGA-SoPC软硬件协同设计纵横谈[J]. 怯肇乾. 单片机与嵌入式系统应用. 2008(09)
[4]基于SOPC的嵌入式系统[J]. 张珍,李雷. 信息技术. 2007(12)
[5]NiosⅡ处理器的两类外设接口设计[J]. 柳沁. 单片机与嵌入式系统应用. 2007(11)
[6]嵌入式CPU软核综述[J]. 孙恺,王田苗,魏洪兴,陈友东. 计算机工程. 2006(07)
[7]嵌入式系统的定义与发展历史[J]. 何立民. 单片机与嵌入式系统应用. 2004(01)
[8]FPGA/CPLD可编程逻辑器件的在系统配置方法[J]. 何伟,唐仁圣,张玲. 重庆大学学报(自然科学版). 2003(05)
[9]医学超声仪器技术发展的现状和展望[J]. 高上凯. 中国医疗器械杂志. 2002(06)
[10]基于多种EDA工具的FPGA设计[J]. 孙富明,李笑盈. 电子技术应用. 2002(01)
硕士论文
[1]基于FPGA的B型超声成像系统的设计与实现[D]. 周代明.中南大学 2009
[2]基于NiosⅡ的SOPC系统平台的开发与研究[D]. 盛娜.山东大学 2006
[3]FPGA技术在全数字化超声诊断仪中的应用研究[D]. 史兴.华中科技大学 2005
[4]全数字医用B超系统的研制[D]. 施军华.南京航空航天大学 2004
本文编号：3029900
【文章来源】：中南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
一INioSll的体系结构
SPARCVS架构。LEONZ是五级流水线而LEON3是7级流水线。两者都是哈佛存储架构，都有一与缓存子系统相关的配置选项。寄存器文件中的寄存器个数在符合s队 Rcvs标准的也是可配置的(2一犯个)[3，2，431。其系统结构如图2一3所示:寄存器文们人IEEE754浮点处理器砚卜阅卜跟踪缓冲协处理器闷卜整数7级流水线乘法/除法闷卜峨卜调试接l」峨卜戒卜断接Ii]阅卜调试支持单兀，!，断控制单兀指令缓存数据缓存碱卜本地】之阴AllB接f一]图2一3LEON的体系结构LEoNZ和LI力N3也提供一个接「尸了儿个一可川的浮点单元(FPU，floating
接口一中断FSI图2一ZMicroB!aze的体系结构(3)LEONZ/LEON3LEONZ\LEON3由 JiriGaisle个人夕「发，受到欧洲航天局工作的支持。它们都是犯位处理器核的VHDL开源模型，这模型完全符合标准的IEEE一 1754 SPARCVS架构。LEONZ是五级流水线而LEON3是7级流水线。两者都是哈佛存储架构，都有一与缓存子系统相关的配置选项。寄存器文件中的寄存器个数在符合s队 Rcvs标准的也是可配置的(2一犯个)[3，2，431。其系统结构如图2一3所示:寄存器文们人IEEE754浮点处理器砚卜阅卜跟踪缓冲协处理器闷卜整数7级流水线乘法/除法闷卜峨卜调试接l」峨卜戒卜断接Ii]阅卜调试支持单兀，!，断控制单兀指令缓存数据缓存碱卜本地】之阴AllB接f一]图2一3LEON的体系结构LEoNZ和LI力N3也提供一个接「尸了儿个一可川的浮点单元(FPU
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于NiosⅡ处理器的TFT-LCD图形显示设计[J]. 石红晓,吴光敏. 微型机与应用. 2010(18)
[2]NiosⅡ软核在数字式超声探伤系统中的应用[J]. 李佳,林春成. 机电工程技术. 2009(07)
[3]FPGA-SoPC软硬件协同设计纵横谈[J]. 怯肇乾. 单片机与嵌入式系统应用. 2008(09)
[4]基于SOPC的嵌入式系统[J]. 张珍,李雷. 信息技术. 2007(12)
[5]NiosⅡ处理器的两类外设接口设计[J]. 柳沁. 单片机与嵌入式系统应用. 2007(11)
[6]嵌入式CPU软核综述[J]. 孙恺,王田苗,魏洪兴,陈友东. 计算机工程. 2006(07)
[7]嵌入式系统的定义与发展历史[J]. 何立民. 单片机与嵌入式系统应用. 2004(01)
[8]FPGA/CPLD可编程逻辑器件的在系统配置方法[J]. 何伟,唐仁圣,张玲. 重庆大学学报(自然科学版). 2003(05)
[9]医学超声仪器技术发展的现状和展望[J]. 高上凯. 中国医疗器械杂志. 2002(06)
[10]基于多种EDA工具的FPGA设计[J]. 孙富明,李笑盈. 电子技术应用. 2002(01)
硕士论文
[1]基于FPGA的B型超声成像系统的设计与实现[D]. 周代明.中南大学 2009
[2]基于NiosⅡ的SOPC系统平台的开发与研究[D]. 盛娜.山东大学 2006
[3]FPGA技术在全数字化超声诊断仪中的应用研究[D]. 史兴.华中科技大学 2005
[4]全数字医用B超系统的研制[D]. 施军华.南京航空航天大学 2004
本文编号：3029900
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