基于SOPC解决方案的嵌入式数字视音频研究开发平台的系统设计及应用

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随着数字视音频产业的发展,对基于大量数据的数字视音频信号并行处理技术提出了更高的要求。传统的标准数字逻辑电路(ASSP)与微控制单元(MCU)无法适应这部分新兴的市场,而专用的数字信号处理(DSP)芯片和专用集成电路(ASIC)由于处理能力、系统复杂度、市场适应性以及系统开发成本等问题,无法跟上应用的快速变化。基于高速现场可编程器件(FPGA)的可编程片上系统(SOPC)解决方案,其并行运算能力可以使得单一设备达到高性能,在单片FPGA芯片内进行多CPU、高速DSP单元和其他IP组件的灵活运用可以实现多种信号处理功能,易于产品升级、不存在产品过时风险、开发成本低等特性可以很好的实现视音频处理电路研发的最新客户需求。 本文提出了基于SOPC解决方案的嵌入式数字视音频研究开发平台,分析了底层通用接口板结合上层二次开发选件的双层系统设计理念,阐述了系统总体设计框架,分别介绍了从底层通用接口板、基础型上层二次开发选件以及研究开发型上层二次开发选件三个部分的软硬件设计情况,以模块化的方式详细叙述了各部分的设计功能、互联结构、工作原理等内容,以具体的设计实例,全面描述了三个部分的硬件设计、系统结构设计、软件功能模块设计等内容,最后对整个系统的软硬件调试以及后续功能完善和优化作了详细叙述。 该系统基于SOPC的设计能够充分利用其可重构特性和丰富的IP系统资源,能够适应高校实验设备的重复性和多样性,以及相关科研产品功能验证或者样机研制的特点,有针对性的提供了一种面向视音频处理的技术涵盖面广,不容易过时又具有高性价比的嵌入式研究开发平台。 虽然在各项功能深化以及产业化等方面还有待于进一步提高和完善,但是通过演示功能的实现,基本完成了项目预期的设计意图,并且申请了相关技术专利,为后续的产品功能完善、尽快推向市场奠定了坚实的基础。
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