针对控制系统软件在线更新或升级维护的需要，构建了SoPC远程更新系统，研究了一种远程在线更新FPGA硬件配置文件和Nios II软件可执行文件的可重构方法。通过硬件配置代码和软件可执行代码引导顺序的分析，设计了高级BootLoader，可以从任意指定地址加载应用模式映像软件代码；EPCS存储用于远程更新的工厂模式映像和多份用于天线相位控制的应用模式映像；采用自定义的CAN应用层协议，用于传输及校验数据，保证了传输的可靠性。实验验证了方案的可行性，系统可进行多份配置程序的自由切换；即使远程更新失败，FPGA也能自动加载工厂模式映像，提高了系统安全性和可靠性。

为实现相控阵天线波控系统小型化、芯片化的目的, 设计了一种基于Avalon总线的CAN控制器IP核。参照CAN2.0B协议规范, 给出了CAN控制器IP核的功能结构, 利用Verilog硬件描述语言完成了控制器接口逻辑、位流处理器、位时序逻辑等模块设计, 并进行了设备驱动及应用软件开发。将设计的CAN控制器IP核、Nios II微处理器、多个单元相位控制器IP核等集成到FPGA中构成子阵级波束控制的SoPC系统。最后对CAN总线的通信性能进行了实验测试。结果表明: 设计的CAN控制器IP核能够在实际CAN网络中稳定可靠地收发数据。基于这种方式构建的系统, 扩展方便、可移植性高、具有较强的适应性, 也可用于高密度、紧凑型工业控制领域。

使用片上系统(SOC)和可编程片上系统(SOPC)的设计方法,利用嵌入Nios软核的FPGA产品,根据TFT彩色液晶显示要求,提出彩色液晶显示器控制器软核设计的完整方案,成功设计出数字信号综合测试仪。给出的显示点、图、汉字程序对各种需液晶显示的仪器仪表设备的设计有一定的参考作用。

根据LED虚拟显示屏的要求和特点,利用片上系统和可编程片上系统的设计方法,提出LED虚拟显示屏控制系统的完整设计方案。在LED时序发生器的设计中专门提出了一种改进型的D/T 转换技术,无需任何预先数据处理,只用一个函数控制所有像素点的亮度。结果表明,设计方案解决了LED虚拟显示屏由于像素分时复用而带来的控制系统速度要求提高的问题,保证了屏幕的刷新速率,同时还降低了真彩显示系统的复杂性,能够保证画面的有效实时显示,具有较强的实用性。