基于SOPC技術的嵌入式家庭網關.pdf

1、隨著計算機技術、網絡技術和通信技術的迅速發(fā)展以及人們生活水平的不斷提高，智能家居已成為智能建筑的一個重要分支。智能家居以住宅為平臺，兼?zhèn)浣ㄖ?、網絡、信息家電、設備自動化，集系統(tǒng)、結構、服務、管理于一體的高效、舒適、安全、便利的居住環(huán)境。家庭網關是家庭內網和外網兩個網絡的連接點，作為智能家居結構中的核心部分，其性能直接決定了家庭網絡的性能。 本課題旨在從家庭網關的實際出發(fā)，開發(fā)設計一種性價比高、可擴展性強、支持遠程控制的家庭網關。

2、設計中選用Altera公司的Cyclone Ⅱ EP2C35 FPGA芯片，采用SOPC技術，以NiosⅡ軟核為核心構建家庭網關的軟硬件系統(tǒng)。操作系統(tǒng)采用實時操作系統(tǒng)μC/OS—Ⅱ，并在μC/OS—Ⅱ操作系統(tǒng)下的嵌入LwIP協(xié)議棧，支持以太網傳輸。應用RS485總線作為家庭內部網絡的傳輸總線。 論文首先對課題的背景做了簡要的介紹，包括家庭網關的簡單介紹以及SOPC技術所涉及到的概念。然后在分析了家庭網關的需求和性能，對可能的軟硬

3、件方案進行比較后，最終提出了一個基于SOPC技術的家庭網關遠程監(jiān)控系統(tǒng)的軟硬件選型方案。該方案以基于FPGA芯片的SOPC技術為核心，構建家庭網關的軟硬件系統(tǒng)，充分發(fā)揮了SOPC技術的可重構特性，彌補了傳統(tǒng)嵌入式網關的硬件升級困難，不易移植的缺點。 其次介紹了家庭網關的硬件系統(tǒng)設計，包括系統(tǒng)中各模塊與FPGA接口電路以及SOPC硬件系統(tǒng)的構建。這部分中對SOPC系統(tǒng)中每個模塊進行了仿真，并且自行設計了七段譯碼器譯碼控制核、DM9