0 引 言
        在高温、高压、强放射性等恶劣环境下，由于测量者不能长期置身其中www.cechina.cn，使得测控非常困难。在Nios II软核CPU上移植μ c／OS-II实时操作系统和TCP／IP协议栈，容易实现网络通信，为远程测控提供了条件。以此为基础设计的嵌入式系统具有结构小巧、实时性强、稳定性高等特点控制工程网版权所有，在工业测控领域中应用前景广泛。
        1 远程测控系统的硬件架构
        远程测控系统的硬件架构如图1所示。从图中可以看出，Nios II软核CPU及各种所需的外设IP均通过SOPCBui lder集成在一片FPGA中，构成本系统所需硬件的可重构部分，实现真正的可编程片上系统（SOPC）。

        图1 系统硬件结构图

        1.1 IP核设计
        为了在低成本情况下完成预定功能，选择了Cyclone FPGA系列器件中的EP1C6。EP1C6无论从逻辑资源还是存储器均能满足设计要求。在本系统中，我们设计或选用了如下主要的IP核。
        1.1.1 UART带Avalon接口的通用异步接收器／发送器。UART内核执行RS-232协议，它为FPGA上的嵌入式系统和外部设备提供了串行字符流的通信方式。带Avalon接口的JTAG-UART内核还提供Nios CPU系统到PC机的连接通路www.cechina.cn，通过JTAG-UART在PC机上调试NiosCPU所需要的程序，并通过监控程序对整个系统的运行进行控制。
        1.1.2 GPIO。并行输入／输出内核。它提供Avalon从控制器端口到通用I／O口间的映射接口。该IP核是常规的外设控制接口。通过GPIO，对内控制SOPC系统中的其他部分，对外充当并行I／O接口CONTROL ENGINEERING China版权所有，读取开关量，对LED、LCD等外设进行控制。
        1.1.3 SDRAM 该IP核是外部存储器SDRAM的控制接口。通过它完成SDRAM的时序控制。软件设计中， SDRAM的时序控制对用户是完全透明的。
        1.1.4 EPCS。带Avalon接口的EPCS设备控制器内核。该IP核允许Nios II系统访问EPCS串行配置芯片www.cechina.cn，该芯片主要用于存储程序代码或一些非易失性数据。
        1.1.5三态总线桥。该IP核是Avalon和Avalon-TriBUS总线以及Avalon和Wishbone总线的桥接控制器，用于连接两种不同总线。考虑有些外设需要自行开发I2CIP核，这些外设不能直接连到Avalon总线上，需要通过桥接控制器。
        1.2 检测和执行模块
        由于远程测控系统设计的目的不同，该模块选用的IP核也不完全相同。SOPC Builder自带的IP库中并不包含I2C配置接口模块，该模块需要根据配制芯片的寄存器特点和功能进行专门设计，并以I2C核的形式通过SOPCBuilder连接到系统的Avalon总线上。
        1.3 传输接口模块
        本系统有三种数据传输方式：串口、USB接口和以太网接口。串口、USB接口通过UART接Avalon总线。以太网接口芯片选用了SMSC公司的LAN91c11 1芯片，该芯片内部集成了以太网介质访问（MAC）及