基于SOPC的列车环境异物入侵监测系统研究

3 视频数据图像传输模块设计
视频数据图像传输部分采用SOPC Builder工具自带的以太网接口IP核，将其添加到NiosⅡ系统中，构建成SOPC系统。其中，DM9000A是一款高速网络控制器，它具有通用处理器接口，1个10／100M PHY和4K字节的SRAM，它支持8位和16位2种数据接口。SOPC Builder提供将DM-9000A连接到Avalon总线上所需要的接口逻辑。图5是DM9000A IP核接口模块，分为输入和输出两部分，一部分是模块与Avalon总线的连接信号，另一部分是模块与FPGA外部的DM9000A连接的信号。

最后根据需要配置得到的NiosⅡ软核处理器如图6所示。NiosⅡ是一个用户可配置的通用RISC嵌入式处理器，NiosII集成开发环境(IDE)是NiosⅡ系列嵌入式处理器的基本软件开发工具，所有软件开发任务都可以在NiosⅡIDE下完成。

4 结束语
本文介绍一种基于SOPC的列车分布式环境异物入侵前端监测系统，详细介绍了SOPC硬件系统的设计配置过程，以及基于此硬件系统配置的NiosⅡ软核处理器的软件设计。最后在Altera公司的DE2开发平台上进行测试，监测得到前端灰度图像如图7所示，达到了前端检测的目的。列车环境异物入侵监测系统软件流程包括对各模块的初始化和对各模块的流程控制，主要有视频采集控制、图像处理控制、图像SDRAM存储控制、以太网接口控制流程等设计。

基于SOPC技术设计的创新点在于不但软件是可以编程的，构建的硬件系统也是可编程的，这就为系统的灵活配置和软件的灵活设计提供了很大的方便，也有利于系统的后期优化和升级。在设计时，要注意根据具体的硬件资源大小和实现速度要求，选择硬件实现还是软件模拟。同时还要注意前端采集模块的抗抖动设计。这种量体裁衣的硬件配置方式可以最大限度地提高系统的性价比，使得SOPC技术在环境异物入侵监测系统中有着广阔的应用空间。也可以利用HardCopy技术，将实现于FPGA器件上的列车分布式环境异物入侵监测系统通过特定的技术直接向ASIC转化。