描述

SOC/IP概念與智能傳感器SOC設計方法

SOC：SystemonChip指建立在單芯片上的系統(tǒng)。IP：IntellectualProperty自主知識產(chǎn)權。傳統(tǒng)的智能傳感器設計方法是以功能設計為基礎的。而SOC設計方法以功能復用與搭建為基礎，在芯片上用若干個宏模塊來構建復雜系統(tǒng)。這些已經(jīng)開發(fā)的宏模塊就是通用的IP核。IP核的重用可以降低產(chǎn)品設計的復雜度，減少產(chǎn)品上市時間。

利用SOC/IP芯片能組成完整的智能傳感器系統(tǒng)。智能傳感器傳感參數(shù)可能是多種多樣的。但從功能模塊組成來講，它主要包括數(shù)據(jù)采集模塊、補償與校正模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡通信模塊、人機界面和任務管理與調(diào)度模塊等功能單元。從而基于IP的智能傳感器SOC設計過程為：首先正確建立智能傳感器的通用模塊模型；然后合理劃分各摸塊功能規(guī)范，制定各模塊之間的接口協(xié)議與標準；再設計出一系列通用的IP核；最后把所需的通用IP核搭建整合在一起構成完整的智能傳感器系統(tǒng)。

智能傳感器IP核設計與SOC構建

智能傳感器涉及到數(shù)據(jù)采集、信號處理(程控放大、線性化、信號濾波、信號補償、人工神經(jīng)網(wǎng)絡、遺傳理論、多傳感器融合、模糊理論等)、數(shù)據(jù)通信、人機界面及任務調(diào)度等各種功能。在IP核設計與SOC構建中，為了簡化工作，降低復雜度，我們選用基于FPGA的IP核及基于ARM7TDMI-SCPU的IP核兩種SOC設計方式，其中FPGA的IP核主要完成數(shù)據(jù)采集與信號處理模塊，基于ARM7的IP核完成數(shù)據(jù)通信、人機界面及任務調(diào)度工作。

數(shù)據(jù)采集

傳統(tǒng)的傳感器信號數(shù)字化大多采用的是VFC、串行A/D、并行A/D等方案。每一方案都可設計成相應的IP核。雖然已經(jīng)有人用FPGA完成數(shù)據(jù)采集，但都是以特定應用的方式，而不是以通用的IP核方式設計的。我們介紹采用MAX125完成的并行A/D接口IP核設計。MAX1258通道14bit的并行A/D芯片。在FPGAA/DIP核設計中，提供給MAX125信號有啟動轉換及轉換結束后的時序信號，讀取轉換結果并存儲到FPGA芯片內(nèi)部RAM中的數(shù)據(jù)信號。該A/DIP核我們已經(jīng)開發(fā)成功，并獲得了很好的使用。

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③General electric(通用電氣)系列產(chǎn)品》

④Westinghouse（美國西屋）系列產(chǎn)品》

⑤SIEMENS(西門子系列產(chǎn)品)》

⑥銷售ABB Robots.FANUC Robots、YASKAWA Robots、KUKA Robots、Mitsubishi Robots、OTC Robots、PanasonicRobots、MOTOMAN Robots。

⑦estinghouse（西屋）：OVATION系統(tǒng)、WDPF系統(tǒng)、MAX1000系統(tǒng)備件。

⑧Invensys Foxboro（?？怂共_）：I/A Series系統(tǒng)，F(xiàn)BM（現(xiàn)場輸入/輸出模塊）

順序控制、梯形邏輯控制、事故追憶處理、數(shù)模轉換、輸入/輸出信號處理、數(shù)

據(jù)通信及處理等。Invensys Triconex:冗余容錯控制系統(tǒng)、基于三重模件冗余（TMR）

結構的zui現(xiàn)代化的容錯控制器。

⑨Siemens(西門子)：Siemens MOORE，Siemens Simatic C1，Siemens數(shù)控系統(tǒng)等。

⑩Bosch Rexroth（博世力士樂）：Indramat，I/O模塊,PLC控制器,驅(qū)動模塊等。

◆Motorola（摩托羅拉）：MVME 162、MVME 167、MVME1772、MVME177等系列。

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