基于SOPC的以太网远程数据采集系统设计

件设计。

3 系统软件设计
软件设计主要是在NiosII IDE环境中，采用μC／OS-II嵌入式实时操作系统，使用LWIP作为网络协议栈。LWIP即Light WeightIP(轻量级IP)，是瑞十计算机科学院的AdamDunkels等人开发的一套用于嵌入式系统的开放源码的轻型TCP／IP协议栈。LWIP的主要目的是减少存储器占用和代码尺寸，使其适合应用于小型、资源有限的嵌入式系统中。本设计使用标准的socket接口来实现TCP／IP操作。
软件主要由3个任务组成：数据采集任务、FIR滤波任务、网络传输任务。在程序中调用lwip_stack_init()函数和lwip_divice_init()函数分别完成协议栈和驱动程序的初始化，调用init_done_func()、get_mac_addr()和get_ip_addr()函数设置MAC和IP地址；然后由标准Sock et接口完成网络操作。NIOSII开发包中有很多LWIP的编程实例，修改部分代码即可使用。由μC／OS-Ⅱ的OSTaskCteate()函数创建数据采集任务DataAcquisition Task()和滤波任务FilterTask()。
数据采集任务负责从A／D输出数据通过PIO口采集到片上FIFO中，通过调用IORD_ALTERA_AVALON_PIO_DATA()函数在每个采样周期连续采样10次，将采集的数据放入FIFO中，唤醒滤波任务。滤波任务采样FIR滤波，利用Altera提供的DSP Builder在FPGA中建立一个FIR滤波器，对一个采样周期的数据进行滤波，然后将滤波后的数据放入发送队列。通过仿真FIR滤波器对高频信号有很好的滤除效果。网络传输任务从发送队列取数据发送到上位机。取数据发送到上位机。软件流程如图6所示。

4 结束语
随着计算机技术和互联网技术的深入发展，数据采集处理技术广泛应用于工业、通信、测试测量等领域，越来越多的设备需要网络接入功能，以实现设备的远程监控。本设计将嵌入式SOPC技术和成熟的以太网技术结合在一起组成远程数据采集系统，介绍了从底层硬件，到NiosⅡ应用软件的整个架构的设计。最后在开发板上实现并通过实验验证，结果满足设计要求，具有良好的性能。此数据采集系统可以根据
需要灵活配置，可以适应不同的应用场合。