随着EDA技术及微电子技术的飞速发展,现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,简称FPGA)的性能有了大幅度的提高,FPGA的设计水平也达到了一个新的高度。基于FPGA的嵌入式系统设计为现代电子产品设计带来了更大的灵活性,以Altera公司开发的Nios Ⅱ软核处理器为核心的SOPC(System on Programmable Chip)系统便是把嵌入式系统应用在FPGA上的典型例子。基于FPGA的Nios Ⅱ系统以其设计灵活、软硬件编程、丰富的IP核库支持等特点深受设计者青睐,然而国内这方面的相关应用及研究相对比较少,本文将尝试着把Nios Ⅱ软核处理器系统应用到医用超声诊断系统中去,实现对系统的控制功能。 本文在FPGA上设计了一Nios Ⅱ控制系统实现了彩色多普勒超声诊断系统的前端控制。首先在系统功能定义的基础上提出了在彩色多普勒超声诊断硬件系统中Nios Ⅱ系统的设计方案,并对方案各个部分的功能做了说明。然后研究了主处理器与Nios Ⅱ从处理器系统的通信机制的建立与实现,并对主处理器与Nios Ⅱ处理器系统通信接口电路的功能进行了验证。接下来分析研究了一般Nios Ⅱ系统的启动过程,提出了适合本设计的系统启动方案,并对这个启动方案进行了验证。最后设计了一套用于控制超声前端系统的系统控制总线,建立了Nios Ⅱ系统仿真平台对系统总线控制器进行了功能验证,并在一块儿彩超系统数字评估板上对此总线作了调试。