摘要:在许多领域中广泛应用的嵌入式计算系统(简称为嵌入式系统),是在更大的电子器件中嵌入的重复
完成特定功能的计算系统,它经常不被器件的使用者所识别,但在各种常用的电子器件中能够找到这些嵌
入式系统。以可编程门阵列( FPGA)来实现可配置的嵌入式系统已越来越广泛,本文主要详细介绍了以
FPGA 实现嵌入式系统的前景。
(College of Electrical and Electronic Engineering, Wuhan Institute of Technology, Wuhan
Abstract:In many embedded computing systems widely used in the field (referred to as embedded
systems), is an electronic device in larger repeat embedded computing system to accomplish a specific
function, it is often not recognized by the user of the device, but in a variety of conventional electronic
devices can be found in these embedded systems. Programmable gate array (FPGA) to implement a
configurable embedded systems has become increasingly widespread, this paper introduces the
prospect to FPGA implementation of embedded systems.
Key words:Embedded ;FPGA;Embedded operating system
.
随着计算与通信的融合以及广泛的多媒体处理需求,嵌入式系统得到了前
所未有的蓬勃发展。嵌入式系统是以专用芯片为核心的专用系统,其特点是面向
用户、面向应用、面向产品,软、硬件量体裁衣,满足行业应用个性化的要求,
而这也是 FPGA 器件的特点。因此基于 FPGA 的可配置嵌入式系统开发技术以
及相应的片上可编程系统(SOPC)解决方案,不仅可融入微处理器技术、数字
信号处理技术、可编程系统级芯片设计和软硬件协同设计技术,还能提供了基于
嵌入式智能平台的嵌入式系统的设计方法,还降低了设计难度、缩短了研发周期,
必将成为未来的主流趋势之一。
从系统对上市时间的要求、可定制特性以及集成度等方面考虑,FPGA 在嵌
入式系统中获得广泛应用,已经从早期的军事、通信系统等应用扩展到低成本消
费电子类等产品中。目前,FPGA 在嵌入式系统中主要有 3 种使用方式:
(1)状态机模式:无外设、无总线结构且无实时操作系统,达到最低的成本,
常应用于 VGA 和 LCD 控制等,满足用户的最基本需求。
(2)单片机模式:包括一定的外设,可以利用实时操作系统和总线结构,以
中等的成本,达到中等的性能,常用于控制和仪表。
(3)定制嵌入模式:高度集成扩充的外设,实时操作系统和总线结构,可达
到高性能,常应用于网络和无线通信等。
嵌入式 嵌入式系统经历了从单片计算机、工业控制计算机、集中分布式控
制系统,进而发展到嵌入式智能平台的几个发展阶段。从独立单机使用发展到联