本文主要搭建一个多生理参数测量系统的数据处理平台，在FPGA中嵌入一个32位Nios II软核处理器，用于控制数据的传输、存储及显示。主要完成了此数据处理平台硬件系统的定制及编写相应程序，以控制数据的采集、存储及显示。

　　采用Nios II处理器为核心进行设计，可以将全部的接口电路集成在同一片FPGA上，结构简单。同时，利用Nios II软核可在线配置的优点，通过软件编程改变FPGA的内部结构即可迅速、方便地实现系统性能的扩展、升级，大大缩短了系统的开发周期，提高了性价比。

　　多生理参数测量系统的总体设计

　　一个完整的生理参数检测系统结构可分为三部分:前端检测电路、接口部分、数据处理平台，分别完成生理信号的采集、传输和信号的处理功能，系统层次结构如图1所示。

　　前端检测电路主要完成信号的采集和量化。通过连接不同的传感器，可以对不同的生理信号进行采集，包括心电信号、脉搏信号、体温等常见生理信号。采集到的生理信号经过一些放大、滤波、模数转换处理后，通过串口发送至数据处理模块进行处理，得到所需要的各种生理参数，最后进行显示或者无线传输。本文主要完成基于FPGA技术的数据处理平台的搭建。

　　基于FPGA技术的数据处理平台的设计

　　本设计搭建的是一个以Nios II软核处理器为核心的数据处理平台，首先控制串口接收数据，并存储在相应的存储空间，经过相关的数据处理，通过控制显示外设显示相应的波形和参数。NiosⅡ是基于哈佛结构的RISC通用嵌入式处理器软核，能与用户逻辑相结合，编程至Altera的FPGA中。处理器具有32位指令集、32位数据通道和可配置的指令以及数据缓冲[2-3]。

　　硬件平台的构建

　　在本设计中，NiosⅡ软核处理器作为控制核心，通过连接串口、存储器件、显示外设构成基本的数据处理平台。因此搭建了如图2所示的硬件平台。

　　硬件平台主要在Terasic公司的Altera DE2开发板上实现，系统的主要组件有NiosⅡ的内核、片内存储器、定时器、VGA控制器、LCD控制器等，都集成在一块Altera的Cyclone II FPGA芯片上，使用SoPC Builder来配置生成片上系统。SoPC Builder自动产生每个模块的HDL文件，同时自动产生一些必要的仲裁逻辑来协调系统中各部件的工作[4]。

　　NiosⅡ软核系统的定制

　　根据图2所构建的硬件平台，利用SoPC Builder定制32位NiosⅡ CPU以及参数化的Avalon接口总线，然后再通过适当增添平台中所需的元件核，以适应NiosⅡ系统功能的需求，生成如图3所示的基本定制。

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