CN101327785A - 智能化全图形汽车仪表的硬件***架构 - Google Patents
智能化全图形汽车仪表的硬件***架构 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及智能化全图形汽车仪表的硬件***架构，由微处理器ARM+现场可编程门阵列FPGA组成，其中ARM用于数据采集及***控制，FPGA用于视频处理及图形描画显示，其特征在于：FPGA和ARM之间的通信方式为IIC方式通讯或共享内存方式，FPGA模块通过AVALON/SRAM桥扮演ARM处理器的静态随机存储器SRAM外设，将ARM处理器传送过来的图片数据存储在同步动态随机存储器SDRAM内，根据ARM处理器指令推动显示绘图阵列VGA显示器，完成多层混叠显示、画中画显示或画点画线绘图功能。本发明采用了高效、灵活的ARM+FPGA构架，ARM完成外部数据采集、整理、分析、存储等功能，FPGA现场可编程门阵列用于用户界面的显示。
Description
技术领域
本发明属于汽车电子仪表领域，具体涉及一种智能化全图形汽车仪表的硬件***架构。
背景技术
汽车的电子控制程度和信息化水平在不断的提高，同时各种车载设备及信息服务也都在不断增多。仪表***作为传统的信息显示终端，有潜力胜任新趋势下显示大量复杂信息的新要求。升级传统仪表***为新一代智能化全图形***能够很好满足需求，并有传统机械或机电式仪表无法替代的优势。
“智能化全图形汽车仪表”在自主研发的软硬件平台上，实现多功能的智能化全图形汽车仪表***，将所有的车辆信息通过TFT液晶显示屏显示以替代现有的指针式仪表，TFT(Thin Film Transistor)是指薄膜晶体管，即每个液晶像素点都是由集成在像素点后面的薄膜晶体管来驱动，从而可以做到高速度、高亮度、高对比度显示屏幕信息。具有以下9个方面的主要功能：
1.仪表***
核心***，规格需根据具体车型设计，主要包涵传统仪表的所有功能。通过TFT液晶显示图形，满足高实时性响应，能够接收来自CAN总线和传感器的信号，CAN(Controller Area Network)为控制器局域网，是国际上应用最广泛的现场总线之一。
2.车辆信息***
通过收集的信息进行车辆信息的诊断和分析，更加智能的监控车辆的性能和状况，并给予用户提示。
3.车载摄像***
基于***的液晶屏，实现车载摄像功能。支持多路摄像，最多3路，并具备防眩和夜视的功能，高端产品还可加入测距雷达。
4.车辆行驶记录***
汽车黑匣子，基于仪表***的硬件，功能满足国家汽车行驶记录仪的标准。
5.导航信息***
实现简明的导航功能。导航信息***的显示限于局部区域，应不影响仪表***的同时显示。
6.车辆监控***
通过外连全球定位***GPS(Global Positioning System)模块和通讯模块，并通过监控中心，进行车辆防盗监控和远程控制。
7.电话***
主要是通过蓝牙与手机进行通信，可进行免提电话服务。
8.车载娱乐***
在车辆保证安全的同时，提供简单娱乐和游戏功能。
9.辅助驾驶安全***
主要包括巡航驾驶信息、安全防撞信息和夜间行车安全***。
随着汽车的电子控制程度不断提高，汽车仪表的数字化、图形化也成为了未来汽车仪表的发展趋势。智能信息终端不仅以图形化的形式代替了传统的汽车仪表而且具有能提供大量、复杂的信息的优点，而且还具有高精度和高可靠性、一表多用的功能、外形设计美观、自由度高、满足小型、轻量化的要求、人性化的功能设计等特点，并且具有极强的可扩展性。因此智能信息终端成为现代汽车的发展新潮流，具有非常广阔的发展空间。同时高度集成的信息仪表也有更大的成本优势。
目前传统仪表现状如下：
国内汽车仪表现状
◆步进电动式汽车仪表，将是未来一段时间内汽车仪表的主导产品；
◆采用平面电子显示技术的仪表正在逐步走向市场；
◆采用TFT的图形化仪表市场完全空白；
◆部分厂家和科研院所有意向研发类似产品。
现有车型上的产品都是以传统机电式指针仪表为主，仍会出现机械或电气故障，影响测量的准确性和可靠性，其性能有待进一步提升；部分车型增加了灰度液晶辅助显示，但信息局限性大，功能有限且不具备可扩展性。查新记录：
◆数字图形化汽车仪表/申请人康寒松//中国专利：公开号1750048
◆数字化汽车仪表/合肥协力仪表制造有限责任公司//yahoo.com.cn
◆汽车仪表信息***/李波，武汉理工大学自动化学院//电子质量.-2005，(1)
◆带CAN通信的汽车智能仪表***/申请人东风电动车辆股份有限公司//中国专利：申请号200320115454
◆总线式汽车仪表总成(指针指示)/辽宁能发伟业汽车仪表有限公司//***.com
◆电子式汽车组合仪表//***.com
◆NJ1020系列组合仪表、NJ1035系列组合仪表/南京汽车仪表厂//***.com
◆汽车智能数字仪表的开发/纪常伟，北京工业大学环境与能源工程学院//北京工业大学学报.-2006，(4)
上述技术存在如下的相关问题：
◆现在液晶屏工作温度为-30～85度，低温达不到汽车要求的-45度
◆***的稳定性上还略差于传统机械式仪表
发明内容
本发明的目的为了克服现有技术存在的上述问题，而提供一种智能化全图形汽车仪表的硬件***架构，本发明采用了高效、灵活的ARM+FPGA构架，其中ARM(Advanced RISC Machine)是一种高性能的32位精简执令运算集微处理器，主要完成外部数据采集，整理，分析，存储等功能，FPGA(Field Programmable Gate Array)即现场可编程门阵列，主要用于用户界面的显示。
智能化全图形汽车仪表的硬件***架构，由微处理器ARM+现场可编程门阵列FPGA组成，其中ARM用于数据采集及***控制，FPGA用于视频处理及图形描画显示，其特征在于：FPGA和ARM之间的通信方式为IIC方式通讯或共享内存方式，FPGA模块通过AVALON/SRAM桥扮演ARM处理器的静态随机存储器SRAM外部设备，将ARM处理器传送过来的图片数据存储在同步动态随机存储器SDRAM内，根据ARM处理器指令推动显示绘图阵列VGA显示器，完成多层混叠显示、画中画显示或画点画线绘图功能。
所述ARM由硬件层、硬件驱动层、硬件抽象层、操作***层、应用程序层组成，在设计上采用分层结构、分层设计、分层实现的方式，每一层的内部实现对其他层透明，下层只能被上层单向调用，各层间功能界定清晰、接口明确，其中硬件层是整个嵌入式操作***和应用程序运行的硬件平台，由具体的芯片、模块、电子元件等各种硬件资源构成。硬件驱动层用于直接驱动这些硬件资源，硬件驱动层包括扩串口、IIC、主机外设接口HPI(hostperipherial interface)及芯片内部硬件资源等，其作用在于隐藏***的硬件细节，向上层模块提供对硬件操作的软件接口；硬件抽象层将硬件驱动层的寄存器操作封装起来，通过硬件抽象层接口向操作***层以及应用程序层提供对硬件进行抽象后的服务；当操作***层或应用程序层使用硬件抽象层API进行设计时，只要硬件抽象层API能够在下层硬件平台上实现，那么操作***层和应用程序层的代码就可以方便的进行移植，硬件抽象层完全把***软件和硬件部分隔离开来，这样就使得***的驱动及应用程序的开发和硬件设备无关。操作***层通过调用硬件抽象层的接口，实现其作为管理软硬件资源的***平台和用户控制算法的运行平台的功能，而应用程序层在操作***的平台上控制***的运作和行为，以实现各种具体功能及应用。
所述FPGA内部模块划分为NIOS2软核模块、AVALON/SRAM接口模块、SDRAM驱动模块、片内RAM模块、配置器件接口模块、VGA驱动模块，各个模块之间由AVALON总线连接起来。
实现智能化全图形汽车仪表的方法，按以下步骤进行：
1)车辆信号采集：ARM将各种车辆信号采集进来，车辆信号采集包括车速脉冲采集、转速脉冲采集、油量水温的AD采集、开关信号采集等；
2)信号调理：由于从发动机直接采集过来的数据噪声严重，是无法直接用于显示的，所以需要用数据处理算法对采集进来的车速脉冲、转速脉冲信号进行分析、调理、优化处理；
3)信号按协议传输给FPGA：处理之后的信号，按照自定义的传输协议，通过IIC总线传输给FPGA；自定义的传输协议基本格式如下：
协议基本格式
*代表任意字符串
| $ | * | ， | * | ， | * | ， | * | ， | * | ， | * | ， | * | * | * | 回车 | 换行 |
| 协议头 | 协议类型一 | 分隔符 | 协议类型二 | 分隔符 | 参数1 | 分隔符 | 参数2 | 分隔符 | 参数3 | 分隔符 | 参数4 | 分隔符 | 参数5 | 分隔符 | 校验码 | 回车符 | 换行符 |
$为协议头，#为协议尾，协议字段之间以逗号分隔，协议头之后的第一个字段为协议类型说明，第二个字段为协议方向，协议尾之前的最后一个字段为循环冗余校验码CRC。循环冗余校验Cyclic RedundancyCheck/Code是对一个传送数据块进行校验，是一种高效的差错控制方法。
协议类型说明：
| 协议类型一 | 协议类型二 |
| 地址位 | 写命令 |
| 读命令 |
主机发送协议
| $ | 地址位 | ， | 命令位 | ， | ， | ， | ， | ， | * | CRC | 回车 | 换行 |
| 协议头 | 地址 | 分隔符 | 命令 | 分隔符 | 分隔符 | 分隔符 | 分隔符 | 分隔符 | 分隔符 | CRC校验码 | 回车符 | 换行符 |
| 1字节 | 3字节 | 1字节 | 3字节 | 1字节 | 1字节 | 1字节 | 1字节 | 1字节 | 1字节 | 2字节 | 1字节 | 1字节 |
从机发送协议
| $ | 地址位 | ， | 命令位 | ， | ， | ， | ， | ， | * | CRC | 回车 | 换行 |
| 协议头 | 地址 | 分隔符 | 命令 | 分隔符 | 分隔符 | 分隔符 | 分隔符 | 分隔符 | 分隔符 | CRC校验码 | 回车符 | 换行符 |
| 1字节 | 3字节 | 1字节 | 3字节 | 1字节 | 1字节 | 1字节 | 1字节 | 1字节 | 1字节 | 2字节 | 1字节 | 1字节 |
4)解析信号：FPGA接收到信号后，按照以上自定义的传输协议将具体的信号内容解析出来；
5)图形描画包括指针描画、图标描画：FPGA将ARM处理器传送过来的图片数据存储在同步动态随机存储器SDRAM内，根据ARM处理器指令推动VGA显示器，完成多层混叠显示、画中画显示或画点画线绘图功能，经过指针位图压缩存储算法和指针旋转及视觉优化算法的处理，将代表转速、车速的指针及各种开关量的图标显示在VGA显示器或液晶屏上，并实现与车辆信号的准确同步。在ARM芯片中运行实时内核，拥有相当的实时性与稳定性。为了在数据精确性与用户适应性中取得一个很好的平衡，***中还应用了多个数据处理算法，用于将实际采集的数据以用户易于接受的方式显示出来，避免因为数据精度过高，造成大量抖动。
FPGA通过硬件加速实现LCD(Liquid Crystal Display)液晶显示器的控制，FPGA支持5层图象混叠输出，其中第0层为数据格式：为RGB565(Red Green Blue)以红绿蓝三种基色的背景层，第1层为数据格式为RGB565的图象层，第2-4层为调用数据格式为RGB666的8位调色板的绘图层。除基本的LCD显示功能外，还扩充了硬件分层，Alpha混合，视频处理等功能，在2D加速性能上也达到了目前专用2D加速芯片的水平。
附图说明
图1为***总体结构框图。
图2为ARM部分***结构框图。
图3为FPGA部分***结构框图。
图4为***工作流程图。
具体实施方式
***总体设计：
如图1所示，硬件***采用ARM+FPGA构架，其中ARM主要用于数据采集及***控制，FPGA主要用于视频处理及图形描画显示，具体硬件设计详述如下：
ARM硬件设计
如图2所示，是ARM部分总体设计，主要由硬件层、硬件驱动层、硬件抽象层、操作***层、应用程序层组成。
在设计上采用分层结构、分层设计、分层实现的方式，每一层的内部实现对其他层透明，下层只能被上层单向调用，各层间功能界定清晰、接口明确。其中硬件层是整个嵌入式操作***和应用程序运行的硬件平台，由具体的芯片、模块、电子元件等各种硬件资源构成。硬件驱动层用于直接驱动这些硬件资源，包括扩串口、IIC、HPI及芯片内部硬件资源等，其作用在于隐藏***的硬件细节，向上层模块提供对硬件操作的软件接口。硬件抽象层将硬件驱动层的寄存器操作封装起来，通过硬件抽象层接口向操作***层以及应用程序层提供对硬件进行抽象后的服务。当操作***层或应用程序层使用硬件抽象层API进行设计时，只要硬件抽象层API能够在下层硬件平台上实现，那么操作***层和应用程序层的代码就可以方便的进行移植。硬件抽象层完全把***软件和硬件部分隔离开来，这样就使得***的驱动及应用程序的开发和硬件设备无关。操作***层通过调用硬件抽象层的接口，实现其作为管理软硬件资源的***平台和用户控制算法的运行平台的功能，而应用程序层在操作***的平台上控制***的运作和行为，以实现各种具体功能及应用。
其中，与ARM部分硬件设计相关的主要是硬件抽象层和硬件驱动层，分别详述如下。
1硬件抽象层
◆操作***OS时钟
操作***OS使用一个时钟进行时钟节拍(Tick)计数，这个计数是OS提供的所有定时、延时的基础。OS时钟的频率一般由处理器的性能决定，一般为1-2Hz/MIPS(每百万条指令执行的频率)。例如处理器的性能为100MIPS，那么OS时钟的频率应该大概取100-200Hz之间，频率太低会使OS的任务响应时间变大，频率太高会使***的CPU利用率降低。
OS时钟信号触发时钟中断，从而相应的时钟中断函数被调用，时钟中断函数在处理一些必要的程序后，会调用***OS时钟服务函数_tickTimerISR，该函数负责对***Tick进行计数，并维护定时、延时队列。
在目标板上，OS时钟由定时器0(Timer0)担任，定时器0的初始化步骤如下：
1.设置相关参数寄存器；
2.分配中断优先级给Timer0；
3.将Timer0的服务函数设置为相应优先级的响应函数；
4.允许该优先级上的中断。
◆OS中断管理；
中断的处理有可能影响任务的执行顺序，因此OS要对ARM的中断源进行统一的管理，ARM没有提供硬件上的中断嵌套，因此中断管理还要负责在中断发生嵌套时对上下文进行必要的保护。
符合OS要求的中断处理过程如下：
1.保存处理器上下文到当前任务堆栈，因为中断结束有可能引起任务切换；
2.中断嵌套变量加1；
3.执行用户的中断服务函数；
4.用户函数中有可能允许中断时，关闭中断；
5.中断嵌套变量减1；
6.判断是否要进行任务切换；
7.如果是则进行任务切换，否则中断返回。
◆OS任务切换
任务切换是整个OS运转的核心部分，由于上下文的切换涉及到处理器本身的特性，所以必须在抽象层完成。ARM的C语言编译器并不提供对堆栈的直接操作，因此切换必须是用汇编代码完成。
任务切换的处理过程如下：
1.处理当前任务堆栈，使其处于中断结束前的状态；
2.保存处理器上下文到当前任务堆栈；
3.设置下一任务堆栈为当前任务堆栈；
4.从当前任务堆栈恢复处理器上下文；
5.中断返回。
2硬件驱动层
◆车速信号驱动
车速信号是以脉冲方式传递的，脉冲的频率决定车速。在ARM上，通过一个软件的计数程序来计算车速。每个车速脉冲会引起一次中断，中断服务函数响应后将车速计数器加1，定时器Timer1在这里用作车速的测量，每隔一个单位时间记录一次车速计数器的值，然后把他清零，以进行下一个单位时间的记录。Timer1将计算好的车速直接以消息方式传递给应用程序，因此车速信号驱动除了初始化函数外，并不向应用程序提供接口。Timer1的初始化方式与***时钟Timer0类似。
◆标准异步收发器UART驱动
UART就是标准异步收发器，也就是我们平常说的串口。在这里串口被初始化为标准输出设备，以便使用printf函数将文字显示信息输出到超级终端。
串口的通信使用的是非归零的编码方式，也就是高电平代表逻辑1，低电平代表逻辑0。在这里我们将串口初始化为标准工作方式，也就是8位数据位，1位结束位，无校验，数据传输流如下所示：
串口的初始化步骤如下：
1.设置串口工作方式；
2.设置串口波特率；
3.为串口分配中断向量；
4.设置串口中断服务函数；
5.允许串口中断。
串口驱动程序提供的应用程序接口有以下两个：
_initUart0
参数：baudRate串口的波特率
返回：void
功能：初始化串口0
_uart0Send
参数：data，要发送的数据，低8位有效；
返回：void；
功能：通过串口0发送一个字节数据；
其中_uart0Send函数一般应用程序不会直接用到，他被包装成标准输出函数_putc，间接被printf调用，因此应用程序通过printf函数可以直接输出需要的信息到串口0，以便显示在超级终端上。
◆IIC驱动，Inter-Integrated Circuit总线是一种由菲利普公司开发的两线式串行总线
IIC总线使用两线：一条串行数据线(SDA)和一条串行时钟线(SCL)在连接到总线的器件间传递信息。器件在执行数据传输时可以被看作是主机或从机。主机是初始化总线的数据传输并产生允许传输的时钟信号的器件。此时，任何被寻址的器件都被认为是从机。
IIC从机(ARM)操作流程如下：
1.设置I/O口工作模式，使用IIC口；
2.设置自身的从机地址；
3.配置自身为IIC从机模式；
4.设置中断；
5.使能IIC中断，等待主机操作；
6.判断总线状态IISTAT，收到从机自身的地址和读(写)操作命令，以便进行数据传输控制；
IIC主机操作：
1.初始化CSL；
2.设置***主频；
3.初始化IIC，设置起始地址；
4.进行写操作；
5.进行读操作；
6.判断操作结果是否成功，成功则结束本次操作并将标志位置0，不成功则置1。
FPGA硬件设计
FPGA和ARM之间的通信方式有两种：IIC方式通讯和共享内存方式。
1FPGA功能描述
在本***中，FPGA模块通过AVALON/SRAM桥扮演ARM处理器的静态随机存储器SRAM外设，将ARM处理器传送过来的图片数据存储在同步动态随机存储器SDRAM内，根据ARM处理器指令推动显示绘图阵列VGA(VideoGraphic Array)显示器，完成多层混叠显示、画中画显示、画点画线绘图等功能。FPGA主要有四个***接口：SDRAM接口、VGA D/A接口、ARM处理器接口、配置器件接口。
2FPGA内部模块划分
如图3所示，FPGA内部模块主要划分为NIOS2软核模块、AVALON/SRAM接口模块、SDRAM驱动模块、片内RAM模块、配置器件接口模块、VGA驱动模块，各个模块之间由AVALON总线连接起来，AVALON是一种将片上处理器和外设连接成片上可编程***的一种简单总线结构，FPGA模块的划分和各模块之间的层次关系详述如下：
3FPGA模块设计说明
◆NIOS2软核模块
进入可编程的片上***SOPC(System On Programmable Chip)环境中，直接在库中调出后，根据用户需求和器件资源情况设置参数即可。
◆AVALON/SRAM接口模块
该模块实现FPGA内模块与外部ARM处理器之间的通信。在SOPC环境中，用新元件向导工具按avalon master类型进行生成，另外握手方式按异步方式。具体接口如下：
arm_address 地址线
arm_data 数据线
arm_be 数据字节使能线
arm_wr 写使能线
arm_rd 读使能线
arm_ardy 读使能线
arm_clk 主时钟
arm_ce 片选使能线
◆SDRAM驱动模块
进入SOPC环境中，直接在库中调出后，根据用户需求和器件资源情况设置参数即可。片外的SDRAM存储图片数据和NIOS2程序代码及数据变量。
◆片内RAM模块
进入SOPC环境中，直接在库中调出后，根据用户需求和器件资源情况设置参数即可。
◆配置器件接口模块
进入SOPC环境中，直接在库中调出ASMI组件即可。
◆VGA驱动模块
VGA驱动模块由verilog HDL语言编写，Verilog HDL是一种硬件描述语言，是一种一文本形式来描述数字***硬件的结构和行为的语言，用它可以表示逻辑电路图、逻辑表达式，还可以表示数字逻辑***所完成的逻辑功能。ARM处理器和NIOS软核通过AVALON总线对其进行寄存器设置，选择需要显示的图片和模式，VGA驱动模块完成推屏时序。
各个Verilog文件功能如下：
| 1cd_controller.v | ***顶层设计文件 |
| avalon_rd_dma_fifo.v | 实现通过Avalon总线DMA只读。 |
| avalon_slave_if.v | 实现Avalon总线接口 |
| sp_palette_rom.v | 8位256色调色板 |
| pixel_engine.v | 图象处理设计文件，生成图象混叠后的RGB数据 |
| vga_timing.v | 实现VGA推屏时序 |
| DPath.v | 单色的多层混叠处理 |
| blender.v | 单色的单层混叠处理 |
| mult_6bit.v. | 6×6乘法器 |
| mult_6bit_clk.v. | 6×6同步乘法器 |
| adder_6bit.v | 6+6加法器 |
| adder_6bit_cin.v | 6+6带进位加法器 |
| 1cd_dual_port_fifo.v | 双口FIFO((First Input FirstOutput，先入先出队列) |
| gray_count.v | 格雷码计数器 |
VGA驱动模块有以下特性：
支持5层图象混叠输出。其中第0层为数据格式为RGB565的背景层，第1层为数据格式为RGB565的图象层，第2-4层为调用数据格式为RGB666的8位调色板的绘图层。
1、支持画中画功能。
2、可变分辨率VGA输出。
3、具有只读直接内存访问DMA(Direct Memory Access)Avalon总线主端口，进行高速数据传输。具有Avalon寄存器从端口，方便与外部处理器进行通信。
4模块工作流程
如图4所示，在***复位后，外部ARM处理器通过AVALON/SRAM桥将图片数据存在SDRAM的指定位置，片内的NIOS2处理器对VGA驱动模块的Avalon从端口寄存器进行合理配置后，VGA驱动模块的Avalon总线主端口启动只读DMA通过AVALON总线读取SDRAM的指定位置的图片数据。经过缓冲、混叠后，按照VGA时序去驱动VGA显示器。
5性能指标
| ***启动时间 | 5s |
| 数据采集最小间隔 | 0.01s |
| ***任务切换时间 | 0.005s |
| 数据采集CPU工作频率 | 200MHz |
| LCD控制器工作频率 | 50MHz |
| LCD最大支持分辨率 | 800*600dot |
| LCD刷新帧数 | 60fps |
| 时速表量程 | 0-320km/h |
| 转速表量程 | 0-10000rpm |
| 水温表量程 | 不限 |
| 油量表量程 | 不限 |
| 最大功率 | 15W |
| 工作电压 | 8-40V |
Claims (4)
1、智能化全图形汽车仪表的硬件***架构，由微处理器ARM+现场可编程门阵列FPGA组成，其中ARM用于数据采集及***控制，FPGA用于视频处理及图形描画显示，其特征在于：FPGA和ARM之间的通信方式为IIC方式通讯或共享内存方式，FPGA模块通过AVALON/SRAM桥扮演ARM处理器的静态随机存储器SRAM外部设备，将ARM处理器传送过来的图片数据存储在同步动态随机存储器SDRAM内，根据ARM处理器指令推动显示绘图阵列VGA显示器，完成多层混叠显示、画中画显示或画点画线绘图功能。
2、根据权利要求1所述的智能化全图形汽车仪表的硬件***架构，其特征在于：所述ARM由硬件层、硬件驱动层、硬件抽象层、操作***层、应用程序层组成，其中硬件层是整个嵌入式操作***和应用程序运行的硬件平台，由具体的芯片、模块、电子元件构成，硬件驱动层用于直接驱动这些硬件资源，硬件驱动层包括扩串口、IIC、主机外设接口HPI及芯片内部硬件资源，其作用在于隐藏***的硬件细节，向上层模块提供对硬件操作的软件接口；硬件抽象层将硬件驱动层的寄存器操作封装起来，通过硬件抽象层接口向操作***层以及应用程序层提供对硬件进行抽象后的服务；当操作***层或应用程序层使用硬件抽象层API进行设计时，只要硬件抽象层API能够在下层硬件平台上实现，那么操作***层和应用程序层的代码就可以方便的进行移植；操作***层通过调用硬件抽象层的接口，实现其作为管理软硬件资源的***平台和用户控制算法的运行平台的功能，而应用程序层在操作***的平台上控制***的运作和行为，以实现各种具体功能及应用。
3、根据权利要求1所述的智能化全图形汽车仪表的硬件***架构，其特征在于：所述FPGA内部模块划分为NIOS2软核模块、AVALON/SRAM接口模块、SDRAM驱动模块、片内RAM模块、配置器件接口模块、VGA驱动模块，各个模块之间由AVALON总线连接起来。
4、实现智能化全图形汽车仪表的方法，按以下步骤进行：
1)车辆信号采集：ARM将各种车辆信号进来，车辆信号采集包括车速脉冲采集、转速脉冲采集、油量水温的AD采集、开关信号采集；
2)信号调理：用数据处理算法对采集进来的车速脉冲、转速脉冲信号进行分析、调理、优化处理；
3)信号按协议传输给FPGA：处理之后的信号，按照自定义的传输协议，通过IIC总线传输给FPGA；
4)解析信号：FPGA接收到信号后，按照自定义的传输协议将具体的信号内容解析出来；
5)图形描画包括指针描画、图标描画：FPGA将ARM处理器传送过来的图片数据存储在同步动态随机存储器SDRAM内，根据ARM处理器指令推动VGA显示器，完成多层混叠显示、画中画显示或画点画线绘图功能，经过指针位图压缩存储算法和指针旋转及视觉优化算法的处理，将代表转速、车速的指针及各种开关量的图标显示在VGA显示器或液晶屏上，并实现与车辆信号的准确同步。
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