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LED打印机系统通过数字信号处理技术和先进的LED数字成像技术,将打印数据输出在相关介质上,在工业、军事以及日常办公中具有广泛应用。传统的LED打印机采用FPGA+DSP或FPGA+ARM双芯片解决方案,通常是将FPGA芯片通过片外总线与DSP/ARM互联,FPGA芯片实现算法逻辑功能设计,DSP或ARM端用来实现打印数据的预处理任务。这种方案存在系统功耗过大、设计复杂、不易扩展等问题,制约着LED打印机的发展。本文提出了将FPGA和ARM通过片内总线互联的SoC解决方案,其摆脱了PCB布线线宽对信号带宽的限制,可通过内部高速AXI互联通路提高处理单元和FPGA间信号传递的稳定性和高效性。同时,能够根据实际需求进行优化与裁剪,灵活地改变系统功能,并在不更换外部设备、不提高成本的情况下完成软件和硬件升级。本文以SoCKit为开发平台,设计并实现基于片内总线互联的LED打印机SoC主控系统。首先,本文根据LED打印机的需求,明确打印数据的处理流程,设计SoC系统模型的总体框架,以及FPGA内核逻辑互联,提出SoC主控系统的整体设计方案;其次,采用AXI片内互联总线,创建SoC系统核心模型,为FPGA内核逻辑模块提供了Avalon总线接口。同时,模块化实现了DDR3读写控制器模块、地址译码中控模块、三端口读写控制器模块;再次,根据SoC片上资源,生成Preloader、DTB(设备树)、U-boot、Linux内核和根文件系统,实现嵌入式Linux操作系统在ARM硬核上的移植;最后,对半色调算法、数据压缩编码算法、数据解压缩编码算法模块进行集成,完成SoC系统的集成和测试工作。该SoC主控系统的功能和性能测试结果表明,本文所设计的So C主控系统联机打印和U盘打印模式通路稳定、正确,为后期LED打印机嵌入式系统的进一步开发提供了技术基础。