基于FPGA的嵌入式系统的设计与实现

嵌入式系统的设计正在向片上系统(SoC)的方向发展，而基于FPGA的可编程片上系统(SOPC)以其设计灵活、可裁剪、软硬件可编程等特点和优势，倍受设计者青睐，然而目前国内相关方面的研究和应用相对较少，所以对可编程片上系统进行研究就有着比较重要的意义。 本文结合图像处理系统中对数据处理速度要求高，而系统控制也比较复杂的应用，对可编程片上系统进行了研究，应用微处理器IP core代替通用的处理器芯片，与硬件算法相结合，在FPGA内设计实现了一种嵌入式系统；同时对微处理器IP core的设计进行了研究。 首先探讨了嵌入式系统的应用及发展趋势和SoC与SOPC的技术特点，研究了设计复用技术与SoC的设计技术，讨论了可复用设计应遵循的基本原则与编码设计规则；进而，着重研究分析了一种嵌入式微处理器IP—MicroBlaze的结构特点，并应用其在FPGA内实现了一种面向图像处理应用的嵌入式系统。在此基础上，基于FPGA的结构特点，设计实现了一种占用资源少、处理速度较快、结构简单的处理器IP core。