聂永军，徐光辉，郑国建

(1.解放军理工大学 通信工程学院，南京 210007；2.深圳电器公司)



基于Altera SoC FPGA的图像采集系统设计

聂永军1，2，徐光辉1，郑国建1

(1.解放军理工大学 通信工程学院，南京 210007；2.深圳电器公司)

该设计利用Altera公司的DE1-SoC开发板和友晶科技的D5M模块实现了基于SoC FPGA的图像采集系统。详细介绍了基于Altera SoC FPGA的嵌入式系统设计方法，包括基于Qsys的系统硬件设计和基于 SoC EDS开发套件的ARM硬核处理器软件设计。该设计在Altera公司提供的可以正常运行Linux操作系统的参考设计的基础上，添加了所需要的硬件模块和应用软件，最后通过板级验证实现了系统功能。

嵌入式设计；图像采集；SoC FPGA；硬核处理器；操作系统

引　言

伴随着EDA技术[2]的发展，各种新型的超大规模集成电路芯片不断地涌向市场。新的集成电路芯片不仅功能强大，而且体积越来越小。为了适应市场发展，2013年Altera公司推出了其新一代的SoC FPGA芯片，该系列芯片在原有技术的基础上内嵌了功能强大的ARM Cortex-A9处理器[3]，不仅可以在单片FPGA芯片上实现传统的HDL逻辑设计，还可以实现基于ARM处理器的嵌入式系统软件开发，具有良好的应用前景。

1　系统总体设计

1.1开发环境

本设计采用Altera公司的集成开发环境Quartus II和嵌入式设计套件Altera SoC EDS完成了图像采集系统的硬件和软件设计。在Quartus II软件开发平台下，设计者可以完成设计输入、分析映射、综合优化、时序分析、布局布线、器件引脚分配、FPGA芯片功耗分析、逻辑功能仿真验证和目标程序下载所有功能。Quartus II内嵌了Qsys嵌入式硬件系统开发工具，可实现基于Nios II软核处理器[4]或ARM硬核处理器的嵌入式系统开发。……