3.2.1.3 数字科斯塔斯环
数字科斯塔斯环采用的是Harris 公司的芯片HSP50210它的主要功能有:匹配滤波、直角坐标向极坐标转换、软判决限幅、AGC 微调、同步误差检测和系统工作状态检测，HSP50210 是中频数字处理单元的关键部分,它的工作性能直接影响着整个系统的误码率,因此必须仔细考虑,其中的难点是同步环路的配置。
HSP50210是Harris公司生产的数字科斯塔司环专用电路，其功能也很强大。时钟处理速率高达52MHz，内部具有以下功能：(1)可选升余弦匹配滤波器/积分和去除滤波器(I/D滤波器)；(2)二阶载波和码元跟踪滤波器；(3)自动增益控制电路；(4)鉴频器；(5)锁定检测器；(6)数据质量和信号电平检测电路；(7)直角坐标向极坐标转化电路；(8)8-Bits微机控制接口。
3.2.1.4 控制电路
在FPGA内部，加入一些控制模块，外设进行控制，如HSP50210的初始化模块和对HSP50214B的初始化程序，并且对器其配置，写控制字，完成正确读写功能。
3.2.2 设计步骤
硬件设计步骤如下：
1) 本设计中的CPU软核，我们选择了NIOSⅡ/f型，它占有了1800左右个逻辑单 元，当SoPC Builder软件产生一个处理器后，还需完成以下操作，配置CPU硬件选项，增加外围设备，定义处理器启动地址，设置外围设备和设定装入指令存储器或数据存储器用于初始化片内ROM，RAM的文件。
2) 在SOPC builder下添加对应接口模块，然后生成对应VHDL文件，根据定制的结果，自动生成针对特定硬件环境的C语言和汇编语言的头文件和函数库。
3) 编写DDC控制模块，完成H50214B的读写功能。
4) 在FGPA中完成正确的ADC、锁存器，FIFO的时钟信号，初始化HSP50210，并控制FIFO的读写。
5) 使用QuartusⅡ4.2软件和ByteBlaster MV下载电缆通过PC机直接配置Altera器件。
3.3 软件设计
软件设计步骤如下：
1) 采用NiosⅡIDE开发环境编写程序源代码C/C＋＋程序，编译源代码生成执行代码。
2) 应用代码调试完毕后，将.elf文件存储在片内存储器中，规定文件初始化ROM或RAM，当Nios CPU复位后，自动执行应用程序。
主程序的流程图如图4：
图4 主程序流程图
整个系统FPGA设计，在使用Quartus编译后，整个系统的设计逻辑单元使用了4360个，占EP1S10F芯片内部资源的41％ ，体现了系统设计的高效性。系统有以下几个特点：
（1）由于采用Altera公司的NIOSⅡ软核微处理器，嵌入了它的FPGA开发的产品具有高度集成的特点，在一块Stratix芯片中我们不仅集成了一个CPU，而且CPU周边的硬件逻辑也一起集成进去，我们还可以在FPGA中加入解调算法和显示接口模块等。从而使该片内的外围接口尽量减少，达到高度集成的目的。
（2）NIOSⅡ嵌入式微处理器成本低，是相近的竞争产品的50％，因此大大提高了整机的性价比。
(3) 采用的Altera公司的可编程逻辑器件本身就具有易于扩展和升级的固有特性，因此系统具有可升级和可扩展性，不仅可以对系统集成的软件进行更新升级，还可更改FPGA的内部设计，灵活的完成不同的需求。
4 结束语
利用SOPC解决方案，可以很方便的生成基于NIOS处理器的片上系统，可缩短系统开发时间和增加系统的灵活性，并且减小了PCB板的体积，其设计方式正在受到越来越多的开发设计者的重视。本文介绍的系统达到了预期的效果，完成基于NIOSⅡ软核微处理器的应用设计，系统可对接收不同种类的中频信号，实现数字化中频接收机的基本功能，我们还可对其进一步优化和升级，使之推广应用。
嵌入式随着新一代的Nios软核处理器的推出，它的性能将更加强大，基于NiosⅡ的开发将继续推进嵌入式系统在网络，通信及工业技术领域的应用和工业技术领域的创新。
参 考 文 献
[1 ] Altera , corp. The NiosⅡSoftware Developer’s Handbook[CP/DK]. http://www. altera. com. cn.
[2 ] Altera , corp. The NiosⅡProcessor Reference Handbook[CP/DK]. http://www. altera. com. cn.
[3 ] Altera ,corp. NiosⅡHardware Development Tutorial[CP/DK] . http:// www. altera. com. cn.
[4 ] 潘松，黄继业，曾毓. SOPC技术实用教程[M]. 北京：清华大学出版社, 2005
[5 ] 周博，邱卫东，陈燕，周学功，方茁等. 挑战SOC——基于NIOS的SOPC设计与实践[M].北京：清华大学出版社，2004
[6] 郭书军，王玉花，葛纫秋. 嵌入式处理器原理及应用——Nios系统设计和C语言编程[M]. 北京：清华大学出版社，2004
[7] 任爱峰，初秀琴，常存等. 基于FPGA的嵌入式系统设计[M]. 西安：西安电子科技大学出版社，2004
基于数据通道的高校科研管理系统设计
基于双栈协议的IPV4向IPV6过渡方案设计与实现