國立臺灣師範大學博碩士論文全文系統

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研究生：	陳俊傑 Chun-Chieh Chen
論文名稱：	建構於FPGA的網路影像顯示系統 An FPGA-based network image display system
指導教授：	吳榮根 Wu, Jung-Gen
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	資訊工程學系 Department of Computer Science and Information Engineering
論文出版年：	2011
畢業學年度：	99
語文別：	中文
論文頁數：	120
中文關鍵詞：	DE2 、µClinux嵌入式系統、網路影像顯示系統、FPGA
英文關鍵詞：	DE2, µClinux Embedded System, Network Image Display System, FPGA
論文種類：	學術論文
相關次數：	點閱：217 下載：13
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DE2開發板為全球百所大學所使用的多媒體開發平台，包含了許多多媒體裝置及週邊設備，提供了教學及研究開發上的需求。本研究是在DE2開發板上作開發，外接小型的液晶顯示器，透過開發板上所提供的各種裝置，自行開發出一套網路影像顯示系統。
液晶顯示器在現今生活中已隨處可見，對於各種不同的需求，提供不同的顯示功能。本研究所開發的網路影像顯示系統，整合了顯示器的軟硬體驅動設計，加入了網路的功能，並且自行編譯一套µClinux作業系統，最後將所有設計一同移植至DE2開發板中做執行。系統的功能，主要是可以自動的透過網路，遠端的抓取圖片後，自動在開發板的顯示器上做顯示，以達成網路影像的顯示功能。
整個系統的設計，不僅是開發一套網路影像顯示系統，還可透過本研究的驅動開發過程，做為開發其他驅動設計的一個重要依據。軟硬體整合及系統建置，也可做為開發的重要範例，自行增減µClinux系統的功能，亦或利用本研究做延伸，新增更多的功能在系統中，作為應用系統開發的基礎平台。

DE2 development board is the multimedia development platform which is using in more than 100 universities in the world. The board includes numerous multimedia devices and other peripherals, to provide requirements for teaching and research. This project was developed on a DE2 board, which connects a small liquid-crystal display (LCD) module. Using the variety of devices provided by the development board, we developed a network image display system.
LCD module have been everywhere in modern life. Different displays may be used to meet different needs. This project integrated the hardware and software driver for the LCD display and the network function. We compiled a µClinux operating system for the target system. Finally, we download and execute all of the design on a DE2. Function of the system is to capture remote images through the network, and display them automatically on the attached LCD module.
We believe that this research-driven process will be the basis of the development of the other drivers. Hardware and software integration will be an important example for designing other systems. By changing functions in the µClinux operating system, or using an extension of this project which adds more features, new applications can be easily developed.

摘要..............................I
ABSTRACT.........................II
誌謝..............................V
目錄..............................VIII
表目錄............................X
圖目錄............................XI
第一章    緒論.............................1
1    研究背景....................1
2    研究目的....................2
3    論文架構....................4
第二章    FPGA與SOPC發展平台介紹.............7
1    硬體平台探討................7
1.1    DE2開發板簡介.............8
1.2    FPGA晶片探討.............10
1.3    儲存裝置探討..............12
1.4    彩色LCM液晶顯示器簡介......14
2    軟體套件探討................15
2.1    QUARTUS II開發套件.......16
2.2    SOPC BUILDER............21
2.3    AVALON BUS探討..........25
2.4    NIOS II COMMAND SHELL...28
2.5    NIOS II IDE.............29
2.6    NIOS II PROCESSOR.......31
第三章    驅動IP設計與系統整合...............35
1    LCM IP設計流程.............36
1.1    LCM驅動原理..............37
1.2    IP製成..................59
2    DM9000A介紹...............68
3    硬體架構簡介................70
3.1    系統IP總覽...............71
3.2    系統調整設定..............74
第四章    µCLINUX系統編譯..................78
1    µCLINUX系統簡介............79
2    µC/OS-II & µCLINUX比較....80
3    移植µCLINUX流程............84
3.1    移植概要.................84
3.2    編譯環境準備..............86
第五章    FRAME BUFFER驅動設計.............95
1    FRAME BUFFER開發..........95
1.1    指令操作FRAME BUFFER.....97
1.2    FRAME BUFFER設計原理.....98
2    執行檔建立.................104
第六章    系統整合與成果展示................106
1    系統整合..................106
2    成果展示..................110
第七章    未來發展與結語...................114
1    未來發展..................114
2    結語.....................116
參考文獻.................................118
                                

[1] http://www.altera.com/, Altera官方網站.

[2] DE2 User Manual, Altera Corporation使用手冊, 2007.

[3] TRDB LCM UserGuide, Terasic使用手冊,October 2006

[4] Quartus II Introduction Using Schematic Design, Altera Corporation使用手冊, 2006

[5] Quartus II Introduction Using Verilog Design, Altera Corporation使用手冊, 2006

[6] SOPC Builder User Guide, Altera Corporation使用手冊,2010

[7] Nios II Software Developer’s Handbook, Altera Corporation使用手冊, 2011

[8] 蕭杏杰,“使用嵌入式系統於音訊調速調音撥放器之設計與實現,”南台科技大學, July 2006.

[9] 李丰旺, 刘小平,“基于嵌入式Linux 的 TFT-LCD IP 及驱动的设计,” 哈尔滨理工大学, 2007

[10] http://www.alterawiki.com/wiki/Main_Page, Nios Community Wiki.

[11] Quartus II Version 7.2 Handbook, Altera Corporation使用手冊, October 2007.

[12] http://www.jollen.org/blog/2004/02/uclinux_uclinux-dist.html, Jollen的Blog uClinux介紹.

[13] http://www.vmware.com/tw/, VMware官方網站.

[14] http://www.centos.org/, CentOS官方網站.

[15] https://www.altera.com/download/dnl-index.jsp, Altera Download Center.

[16] http://www.gnu.org/home.zh-tw.html, GNU作業系統-自由軟體基金會.

[17] Ethernet Controller with General Processor Interface, DAVICOM, 2006

[18] http://blog.csdn.net/king0war/archive/2010/07/02/5709560.aspx, CentOS 5不支持SATA硬盤安裝的解決方法.

[19] http://cai.tongji.edu.cn:8888/wanluokecheng/reading/R_yejin/yejing4.htm, Web-based Courseware on University Physics.

[20] http://www.altera.com/download/megacore-ip/mip-index.jsp, Altera IP Library.

[21] http://zh.wikipedia.org/wiki/FPGA, 維基百科的FPGA簡介.

[22] http://linux.vbird.org/, 鳥哥的Linux私房菜-Linux核心編譯與管理.

[23] http://www.centos.com.tw/CentosWeb/index.htm, Centos官方網站.

[24] 彭澄廉,“以NIOS為基礎的SOPC設計與實作,”全華科技圖書股份有限公司, November 2005.

[25] http://www.jollen.org/blog/2007/02/linux_device_driver_io_4.html, Jollen的Blog.

[26] 張志剛,“FPGA與SOPC設計教程-DE2實踐,”上海交通大學, 2007.

[27] 廖裕評, 陸瑞強,“系統晶片設計-使用Nios II,”全華圖書股份有限公司, October 2008.

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