全新片上可編程系統（SOPC）多參監護儀專用主控板簡介

　　（一） XJ-SOPC-104 多參監護儀專用主控板的特殊技術要求

　　XJ-SOPC-104 多參監護儀主控板的SOPC 內，除了具有ARM 芯片所具有的基本硬件，如：CPU 微處理器、內外總線結構、SDRAM 存儲器驅動、FLASH 存儲器驅動、網絡驅動等標準的軟核IP Core 外，還需要一些特殊的軟核IP Core，以便完成某些特殊要求：

　　能實現12 蹤跡的心電波形在800X600 屏幕上的高速滾屏顯示；
　　能靜態和動態地同屏獨立顯示相關參數信息；
　　能通過調整相關參數，使系統能適應各種規格顯示屏；
　　能夠提供多個擁有獨立中斷源的獨立UART 串口；

　　ARM 芯片屬于通用配置SOC，其中的LCD 顯示驅動，無法直接實現上述特殊要求。該芯片只配置2 個硬件UART 串口， 同樣無法滿足多個獨立UART 串口的要求。

　　采用SOPC 技術可以完美地解決這些特殊的技術要求。

　　（二）XJ-SOPC-104 多參監護儀專用主控板技術要求的實現

　　為實現上述要求，在多參監護儀SOPC 主控系統的設計中，采用了Altera公司的SOPC 硬件開發工具平臺（SOPC Builer 和Quartus II）和軟件開發調試工具平臺(NIOSII IDE)。采用了如下技術措施：

　　1、利用這兩個平臺所提供的免費軟核IP Core 元件庫和相應的底層支持軟件，完成了工控板的通用硬件配置。如下：

　　1 1 個NIOSII/f 微處理器IP Core（處理速度可達78DMIPS）；2 SDRAM 驅動1 個（16MByte）；3 FLASH 驅動1 個（8MByte）；4 網絡驅動1 個（10M）；5 I2C 驅動2 個；6 直流蜂鳴器驅動2 個；7 UART 串口驅動6 個（RS-232）；8 打印機并口驅動1 個（19 針）；9 LED 顯示驅動6 個；10 紐扣按鍵驅動7 個；這些配置硬件均有完整的底層API 接口和C 語言調用函數供應用系統調用。根據應用系統的需要，可借助軟核IP Core 元件庫酌情增減這些配置硬件。

　　2、為解決對LCD 控制器的特殊問題，采取了如下措施：

　　1 在SOPC 中加入用硬件描述語言編寫的專用LCD 顯示驅動軟核IP Core元件。該IP Core 具有三個獨立顯示層，每層都有各自獨立的緩存空間和大小位置可變的獨立顯示窗口。具體參數：1 個16bit 顯示層，用于心電波形的顯示；3 個8bit 顯示層，用于其它多參信息的顯示。4 層可同時顯示不同的資料，互不干擾。可實現800X600 分辨率顯示的TFT 和VGA 兩個驅動接口，且行場參數軟件可調。

　　2 在SOPC 中加入用硬件描述語言編寫的專用高速硬件畫線軟核IPCore。以實現在外部緩存中高速畫線。

　　3 在SOPC 中加入用硬件描述語言編寫的專用CPU 硬件指令，以提高CPU處理特殊任務的能力。

　　4 根據心電數據流信息壓縮、曲線擬合和波形滾屏顯示的原理，在上述專用硬件基礎上，硬軟結合編寫出C 語言信息處理程序。

　　經過上述技術處理后，該SOPC 多參監護儀專用工業控制板系統在uC/OSII 操作系統C++語言下運行，對來自串口的標準5 導聯心電信號流（12位）進行檢測，可以做到：在800X600 顯屏上同時顯示12 條波形的條件下，最高滾屏速度可達100 毫米/ 每秒， 且CPU 使用率只占35% 。

　　四、XJ-SOPC-104 多參監護儀專控板是劃時代的電子產品

      SOPC多參監護儀專控板的最大技術優越性還在于該板具有非常強的可塑性。可以根據不同用戶的要求，在不改變或較少改變原PCB板的情況下，以最少的資金投入和最快的速度，就可重新組建系統的硬、軟件結構，大大提升現有產品的技術性能。例如：

　　1 可通過在現有SOPC中加入多個CUP軟核，組成多核SOPC系統，就可成倍提高系統整體性能。

　　2 可以在SOPC中嵌入各種DSP軟核，以滿足對各種信息處理的要求。

　　3 可利用FPGA在系統可配置（ISP）的特性，在系統運行的工作中，對FPGA進行不同的系統重配置，達到改變系統結構以適應不同要求。例如：當選擇使系統進入臨床信息系統（CIS）時，FPGA就被重配置為網絡信息系統；而當選擇使系統進入臨床監護系統（CMS）時，FPGA就被重配置為多參監護系統。這一切都是在應用系統正常工作時進行的改變。這是目前任何一種電子應用系統都無法做到的。SOPC 的出現使電子應用系統設計師希望擺脫各種IC 芯片的束縛和限制，隨心所欲地直接構建芯片級應用系統的愿望得以實現。這是具有劃時代意義的新技術革命。相信隨著這款XJ-SOPC-104 多參監護儀專控板的推廣和使用，必將會有越來越多的研發團隊掌握SOPC 開發技術，為越來越多的企業創造更大的輝煌。