当前关于嵌入式系统的设计一般都是基于 ARM、FPGA 和 DSP 三种器件中的单独一种，或 者有的即使是采用了嵌入式结构设计，也是将 ARM 和 FPGA 两者分开放置，并不是如 Altera SoC CycloneV FPGA 系列芯片那样，将 ARM 和 FPGA 采用内嵌结构，集成在一个芯片中，因此目前 基于 CycloneV FPGA 的研究很少，大多数都是对单一芯片进行设计和研究，但是这样就会存 在很多缺点。2007 年的基于 FPGA 图像处理系统[7]，该系统由武汉科技大学的龚剑设计，借 助 FPGA 本身的特点来实现对某一特定图像的处理，但是该系统也仅仅只能响应某一特定图 像处理要求，当还需要其他应用时，就需要对该图形处理系统进行重新开发设计，因此缺点 很明显：需要进行二次开发，成本高，耗时耗力，而且应用范围狭小；基于 ARM 的嵌入式系 统，ARM 不擅于传输大的数据流信息，该系统在进行高分辨率图像的传输、显示有可能会出 现卡顿现象[8]，因此基于单 ARM 芯片的系统缺点同样明显。73294
因此，有人想到了将 ARM 和 FPGA 结合起来，基于 ARM+FPGA 的嵌入式系统，结合 FPGA 在前端的灵活驱动能力和 ARM 在后端的 优良的数据处理能力，将使系统性能呈几何级上升。2012 年苏州大学许峥的基于 ARM 与 FPGA 的嵌入式实时图像处理平台[8]，结合了 FPGA 能够实现大数据量的并行传输和 ARM 强大的图像 处理能力的优点，使该系统性能有了很大提升，并且应用更加广泛，不需要进行二次开发， 极大的缩短了开发周期。2007 年北京交通大学王亚庭的基于 ARM 和 FPGA 的高速数据采集技 术的研究[9]，通过采用 ARM+FPGA 的架构，在前端利用 FPGA 的并行特性将数据采集后传入到 ARM,然后处理并且显示，就可以实现数据的高速采集和处理，并且使数据采集和处理能力得 到了很大的提高。2007 年西南石油大学田家林的基于 ARM 和 FPGA 的嵌入式数控系统设计[10]， 该系统在设计上采用了 Samsung 公司的 ARM920T 的处理器 S3C2410 和 Altera 公司的 Cyclone 系列的 FPGA 器件，系统更是有了很大的进步，该系统有一个很大的有点，是可以进行 LINUX 操作系统的移植，这样在进行人机交互时更加方便快捷。2015 年张少华的基于 FPGA+ARM 的 高速串行数据记录器设计[11]，2007 年大连海事大学吴作勇的基于 FPGA 和 ARM 的图像监视器 的设计[12]等，都是采用了 ARM 和 FPGA 的嵌入式结构设计论文网，但是以上这些嵌入式结构都不是 Cyclone V FPGA 的内嵌结构，Cyclone V FPGA 系列采用了将 ARM 和 FPGA 集成到同一个芯片 上的内嵌入式结构，使整个芯片体积变得更小，片上布线更简洁方便，减少了很多外围电路， 数据传输效率更加高效，两者之间通过 ARM 端的硬核处理器 HPS 进行连接，两者之间的通信变得更简单，实时率提高很多，相比前代的 Cyclone Ⅳ FPGA 在性能上提高很多。而且当前国内外从事该系列 PFGA 的研究开发还很少，因此该系列 FPGA 的研究拥有广阔的市场，研究 意义非常明显。而本文设计的数据存储系统就是基于 ARM+FPGA 的架构进行设计，在直升机航 拍或者海底进行测距时需要将采集得到的数据进行即时保存到一个拥有大容量的存储设备中 如 SD 卡，以便用于后续处理，因此本数据存储系统的研究意义重大

参 考 文 献

[1] 朱晓鹏,肖铁军,赵蕙。ARM+FPGA 的实时数据采集系统设计[J]。 计算机工程与设计, 2009,30(13):3088-3090。

[2] 蔡弘,戴胜华。基于 ARM+FPGA 的高速信号采集系统设计[J]。 仪器仪表标准化与计量, 2007(6):38-40。

[3] 马宗骥,李佩玥,章明朝等。基于 FPGA+ARM 的数据采集系统设计[J]。 化工自动化及仪表, 2012, 39(9)：1187-1189。