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随着半导体技术的快速发展,嵌入式系统的设计正向片上系统(SOC)的方向发展,而基于FPGA的可编程片上系统(SOPC)以其设计灵活、可裁剪、软硬件可编程等特点和优势,近来倍受设计者关注。然而目前国内相关方面的研究和应用相对较少,所以对可编程片上系统进行研究就有着比较重要的意义。 本文介绍一种基于Nios Ⅱ的嵌入式多路视频点播系统的实现方案。我们以Nios Ⅱ嵌入式处理器为核心,采用硬盘作为数据储存媒介,以硬件方式实现硬盘DMA控制,结合扩展的视频解码和字符叠加板,达到32路MPEG-1视频数据实时点播的目的。我们使用SOPC Builder和Quartus Ⅱ开发工具,将Nios Ⅱ处理器和用户自定义逻辑集成到FPGA芯片上,实现多路视频节目同时播放。这种设计减小了系统体积,提高了处理速度,增强系统的实用性。 本文首先探讨了嵌入式系统的应用和发展趋势以及SOPC的技术特点和发展现状,进而全面介绍了Nios Ⅱ处理器的结构特性、Avalon总线、中断原理,给出了一个VOD点播系统实例。本文通过介绍该VOD点播系统完整的软/硬件开发与实现的过程,着重探讨了Nios Ⅱ用户逻辑和HAL软件开发的思想及实现。本文很详细地介绍了DMA控制用户逻辑的各个模块,包括其接口和状态机。之后,本文又介绍了RAM的乒乓操作以及数据流的移位输出逻辑。最后,本文介绍了HAL函数中断的实现和FAT32文件系统。