张　盛， 张国勇， 鄢　傲

(1.清华大学 电子工程系，北京 100084；2.清华大学 深圳研究生院，广东 深圳 518055)



基于开源处理器的传感器节点SOPC设计*

张盛2， 张国勇1， 鄢傲1

(1.清华大学 电子工程系，北京 100084；2.清华大学 深圳研究生院，广东 深圳 518055)

摘要:采用软硬件协同设计的方法，基于开源处理器OpenRISC1200设计一种面向无线HART网络应用的传感器节点可编程片上系统(SOPC)，实现节点任务处理等基本功能。整个硬件系统首先进行功能仿真，然后使用ISE工具综合、评估了整体性能，最后下载到FPGA中进行软件开发与验证。针对实际应用，移植了实时操作系统RAW-OS和无线HART协议栈，编写相应的程序完成测试，结果表明:所设计的节点片上系统(SOC)功能稳定可靠。

关键词:软硬件协同设计； 开源处理器； 可编程片上系统； RAW-OS； 无线HART

0引言

无线传感器网络是一种分布式信息网络，广泛应用于环境监测、军事国防、医疗健康、智能家居以及其他商业应用领域[1]。通信协议是无线传感器网络最重要的软件组成部分，无线HART协议是一种新发展起来的无线传感器网络通信协议，在低功耗、可靠性以及安全性等方面相比于现有的其它协议有着明显的优势，具有广阔的发展和应用前景[2]。然而，市场上针对无线HART网络应用的传感器节点设备比较少见，随着其需求扩张，专门针对该协议定制无线传感器节点设备是十分必要的。

采用可编程片上系统(SOPC)的设计方法，利用 IP复用与软硬件协同技术，将软核集成在一个片上系统，已成为电子设计的主流方法。……