其次在系统设计方面能体现其高灵活性，高集成度，高性能，开发周期短的特点。例如采用Ahera的FPGA设计系统，通过在SoPC Builder中调用相应IP核就可控制SDRAM，Flash等存储器和多种汽车常用接口，实现单器件与各个模块的硬件电路连接和控制。从而大大提高系统的集成度和开发效率。此外，由于音、视频处理要求FPGA具有较高的计算处理能力，Ahera具有支持多CPU的FPGA器件，即支持多Nios II软核处理器，从而把音、视频处理等需高处理速度的模块从主CPU中分离出来，减轻主CPU的处理负担，增强系统的稳定性，节约成本。

4 基于FPGA的汽车电子设计
4．1 系统设计
    系统FPGA器件选用Ahera公司的 Cyclone II系列的EP2C35F672C8N，该系统设计实现密码锁和指纹识别、GPS导航、GSM通信、汽车防盗自动报警、倒车影像和车内摄像、收音机、车载电视、USB数据传输等功能，除此之外还设置CAN总线控制器接口，便于后续系统开发。该系统设计采用可编程的片上系统SoPC(System On Programmable Chip)技术将处理器、存储器、I／O口等模块集成到一个可编程器件，构成一个可编程的片上系统。用这种方式设计的系统在规模、可靠性、体积、功耗、功能、性能指标、上市周期、开发成本、产品维护及硬件升级等多方面实现最优。使用Quartus II SoPCBuilder和Nios II IDE 3个软件组合完成系统设计和调试。设计过程中，对于相对简单的控制(如密码锁模块)可直接在Quartus II编写Verilog代码，仿真优化，引脚分配最后生成模块；对于相对复杂的模块控制，在Quartus II中建立工程，然后打开Sopc Builder组建系统，图1为采用SoPC Builder搭建的硬件系统原理图。系统组建完毕进行地址分配和系统仿真，最后生成系统模块，然后在Nios II IDE环境下进行系统编程完成系统软件开发，最后在Quartus II中连线并分配引脚，仿真，测试，编译生成下载文件，通过JTAG接口下载到FPGA器件，完成系统开发。

4．2 系统模块设计
4．2．1 密码锁和指纹识别
    这两个模块主要用于加强汽车的防盗安全系数。两模块可同时启用，也可单独启用，当单独通过其中之一验证，不能对系统做任何更改，只有两模块同时通过验证才能对此系统设置。
    密码锁模块采用0～9中的任意6个数字作为系统密码，模块设计原理如图2所示。此模块主要包括键盘。密码验证和结果输出。其中键盘通过在Quartus II环境下采用Verilog语言编程实现，其程序由时钟分频、键盘扫描和键译码转换组成。而密码验证和结果输出两模块当用户通过键盘输入密码时，在 LCD上以“*”显示密码以及输出结果，完全通过Verilog编程实现。

    图3为指纹识别模块设计原理图。通过指纹采集模块采集指纹，把数据通过串口输入到FPGA器件进行图像预处理，转换成具有一定灰度级的数字图像，然后提取特征点。与指纹库指纹图像相对比，最后输出对比结果。该模块采用Nios II处理器设计实现。

4．2．2 GPS导航模块
    构建GPS导航系统需GPS天线、接收模块、存储器、处理器、相应的控制按键和地图LCD显示设备。为了提高开发周期，系统直接采用GARMIN公司的GPS25 OEM开发板，它与FPGA开发板的连接电路如图4所示。

    此GPS模块经MAX232器件转换串口信号电平，然后连接到开发板的串口，实现硬件系统的搭建。系统软件设计是在NiosIDE环境下用C编程读取 GPS信息，提取GPS坐标信息并导入到存入存储器中的地图软件，通过LCD控制模块在LCD中显示导航图像。从而实现GPS导航模块设计。