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SOPC应用技术研究中心
2016-02-04 17:17   审核人:

1、 FPGA/SOPC的概念

FPGA(Field-Programmable Gate Array),即现场可编程门阵列,其内部硬件电路由基本的逻辑单元模块构成,既可实现组合逻辑功能又可实现时序逻辑功能,这些模块间利用金属连线互相连接或连接到I/O模块。FPGA允许无限次的编程。用户可对FPGA内部的逻辑模块和I/O模块重新配置,以实现用户的逻辑。自从1985年,全球首款FPGA产品诞生后,在算法逻辑到数字信号处理、高速串行收发器、嵌入式处理器等领域内的电子产品设计发生了巨大的变化,其中FPGA越来越起着举足轻重的作用。

SOPC(System-on-a-Programmable-Chip)即可编程片上系统,它是用可编程逻辑技术把整个系统放到一块硅片上,是一种特殊的嵌入式系统,是FPGA芯片的集成度发展到一定阶段的必然产物。首先它是片上系统(SOC),即由单个芯片完成整个系统的主要逻辑功能;其次,它是可编程系统,具有灵活的设计方式,可裁减、可扩充、可升级,并具备软硬件在系统可编程的功能。

FPGA和SOPC的联系就是利用VHDL/verilog语言在FPGA芯片上可以搭建片上系统,而把这种运用编程语言在可编辑逻辑器件上搭建嵌入式系统的技术叫做SOPC技术。

2、目前国内外FPGA/SOPC主要应用

A、基于FPGA嵌入IP硬核的应用。这种SOPC系统是指在FPGA中预先植入处理器。这使得FPGA灵活的硬件设计与处理器的强大软件功能有机地结合在一起,高效地实现SOPC系统。

B、基于FPGA嵌入式IP软核的应用。这种SOPC系统是指在FPGA中植入软核处理器,如:NIOS II核等。用户可以根据设计的要求,利用相应的EDA工具,对NIOS II及其外围设备进行构建,使该嵌入式系统在硬件结构、功能特点、资源占用等方面全面满足用户系统设计的要求。

C、基于HardCopy技术的应用。这种SOPC系统是指将成功实现于FPGA器件上的SOPC系统通过特定的技术直接向ASIC转化。把大容量FPGA的灵活性和ASIC的市场优势结合起来,实现对于有较大批量要求并对成本敏感的电子产品,避开了直接设计ASIC的困难。

3、青岛大学FPGA/SOPC应用研究所人员构成及已取得的研究成果

青岛大学FPGA/SOPC应用研究所由王素珍、王正彦、董介春、陈倩倩、于瑞涛、张体强等人员构成。研究所2008年与美国ALTERA公司建立了联合实验室,培养了多届本科生和研究生。

完成基于FPGA器件的多路数据采样测量系统研究、实现了可控长度M序列、基于FPGA器件的语音PCM基群同步识别器、通信系统线路HDB3编译码器、异步电机细分等课题的研究工作。其中“基于FLEX20K器件的数据采样测量系统的研究”2009年获青岛科技局二等奖。2008年应用FPGA完成舰船视轴稳定跟踪平台系统的硬件控制研究,该项目应用在青岛奥帆赛海上安全保护指挥系统中,2009年获山东省科技成果一等奖。

目前研究所在研的项目有两个方面:一是基于FPGA/SOPC的自适应多信道无线传输系统的研究。二是基于FPGA/SOPC的嵌入式操作系统设计研究。

4、研究所主要研究方向:(1)FPGA/SOPC在数据通信与信息处理系统中应用。

(2)FPGA/SOPC在嵌入式操作系统中的应用。

5、研究所联系电话:15066858679 邮箱:fnwsz111@126.com

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