NiosII+GPS/GSM實(shí)現(xiàn)汽車(chē)狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)

　　引 言:

　　基于SoPC的汽車(chē)安全監(jiān)控系統(tǒng)采用Altera公司最新的SoPC(可編程片上系統(tǒng))解決方案——Nios處理器軟核為核心，配合GPS和GSM系統(tǒng)，對(duì)汽車(chē)的停放和運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。

　　基于SoPC的汽車(chē)安全監(jiān)控系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用于汽車(chē)的防盜、日常維護(hù)和交通事故的處理，為車(chē)輛故障提供有效的測(cè)試手段。

　　1 系統(tǒng)硬件組成

　　設(shè)計(jì)采用Altera公司的SoPC開(kāi)發(fā)工具。系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)包括硬件和軟件兩大部分。使用SoPC Builder生成Nios嵌入式處理器，Nios嵌入式處理器開(kāi)發(fā)工具允許用戶(hù)配置一個(gè)或多個(gè)Nios CPU，從標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中添加外圍設(shè)備，綜合處理自定義系統(tǒng)，與Quartus II設(shè)計(jì)軟件一起編譯系統(tǒng)。軟件開(kāi)發(fā)的步驟是：利用SoPC Builder生成的軟件文件，用文本編輯器編寫(xiě)匯編語(yǔ)言或C/C++源程序，用GNUPro軟件開(kāi)發(fā)工具進(jìn)行程序設(shè)計(jì)、連編和調(diào)試。GNUPro將源程序連編(包括匯編/編譯和連接)成可執(zhí)行程序，通過(guò)下載電纜對(duì)可執(zhí)行程序進(jìn)行調(diào)試和運(yùn)行。Quartus II設(shè)計(jì)軟件提供全面有效的設(shè)計(jì)環(huán)境，將設(shè)計(jì)、綜合、布局和驗(yàn)證以及第三方EDA工具接口集成在一個(gè)無(wú)縫的環(huán)境中。利用集成在Quartus II 3.0中的SoPCbuilder可以創(chuàng)建自己的Nios CPU系統(tǒng)。Nios是Altera公司開(kāi)發(fā)的16/32位嵌入式處理器軟核。

　　?？蒲谢痦?xiàng)目“基于SOPC的汽車(chē)安全監(jiān)控系統(tǒng)”資助。 Altera公司推出了新一代多種系列FPGA，本設(shè)計(jì)選用低成本的Cyclone系列器件EP1C12，其具有12 060個(gè)邏輯單元，52個(gè)M4K RAM塊，239 616個(gè)RAM位和2個(gè)鎖相環(huán)，最大用戶(hù)I/O引腳249。

　　系統(tǒng)硬件組成框圖由Nios系統(tǒng)和外部設(shè)備兩部分組成，如圖1所示。

　　Nios系統(tǒng)包括CPU(Nios)、存儲(chǔ)器(memory)、定時(shí)器(TImer)、總線和并/串行接口(key_pio、led_pio、lcd_pio、ccs_pio、uart_0和uart_1)等，并/串行接口分別實(shí)現(xiàn)與鍵盤(pán)、LED和LCD顯示器、汽車(chē)中控系統(tǒng)以及GPS和GSM系統(tǒng)等外部設(shè)備的連接。Nios系統(tǒng)設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)結(jié)果分別如圖2和圖3所示。

　　Nios系統(tǒng)同鍵盤(pán)、LED和LCD顯示器、汽車(chē)中控系統(tǒng)以及GPS系統(tǒng)等外部設(shè)備的連接比較簡(jiǎn)單，GSM系統(tǒng)的連接較為復(fù)雜，如圖4所示。

　　整個(gè)系統(tǒng)的工作過(guò)程是：來(lái)自汽車(chē)中控系統(tǒng)和GPS系統(tǒng)的信息可以顯示在LED和LCD顯示器上，也可以通過(guò)GSM系統(tǒng)進(jìn)行無(wú)線發(fā)送。用戶(hù)可以通過(guò)鍵盤(pán)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制，也可以通過(guò)GSM系統(tǒng)對(duì)汽車(chē)中控系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程無(wú)線控制。