阐述超声波探伤原理的基础上，针对传统超声波探伤仪电路设计复杂以及调试困难等缺点，介绍了一种以Xilinx公司的FPGA为核心的设计方法，并将基于MicroBlaze软核处理器的SOPC技术引入到系统设计中，在此基础上完成了超声波探伤仪的设计。实验表明，该系统可以实现复杂算法和采集数据的实时处理，具有体积小、成本低、可靠性高和便于升级等优点。系统设计使用VHDL语言，应用软件设计使用C语言。

为了实现对铁磁性管道缺陷的无损检测,本论文运用Altera公司的FPGA技术,设计并实现了远场涡流检测仪,并重点介绍了系统体系结构的设计。最后通过对有人工缺陷的管道进行检测,表明远场涡流检测仪的设计方法可行。由于采用了全新的FPGA技术,性能有了较大的提高。

本文介绍了NiosⅡ的结构特点及开发流程，利用NiosⅡ软核设计一个机器人实时目标跟踪控制器。控制器由NiosⅡ作为处理器，采用线性卡尔曼滤波器算法来快速完成运动估计及进一步分析和校正，实现快速而准确的跟踪。从而改善多关节机器人跟踪运动目标过程中存在的彩色图像数据量大、处理时间长的问题，提高了实时性。

本文给出了基于Altera DSP Builder平台下VGA接口的系统级设计方法。该接口模块可利用Niosil Ⅱ进行灵活地控制和配置。文中在Cyclone Ⅱ DSP平台上实现了该设计，并验证了设计的有效性。

介绍了一种利用互联网进行核环境信息远程采集的系统。阐述了该系统的功能和应用场合，详细分析了以NiosII为核心构成的SOPC（可编程片上系统）的硬件结构和用于并行测量的总量计数IP核的设计，最后给出了软件系统的框架、MicroC／OS2和LWIP针对目标系统进行移植所需的相关知识点及测量应用程序。

本文探讨了一种基于SOPC（片上可编程系统）技术的视觉测量系统设计方案——NiosⅡ软核结合用户自定义逻辑的方案。系统设计的基本思想如下：首先针对视觉测量算法进行划分,对算法简单、数据处理量大的部分用FPGA逻辑单元自定义硬件模块的方法实现,各硬件模块之间数据采取流水线操作;算法复杂、数据处理量小的部分则在NiosⅡ软核中用软件的方法实现,从而使本系统既具速度优势又具良好的灵活性。本文给出了系统的总体设计方案,实现了系统功能。经测试,系统速度优势非常明显,相比较于较传统的PC机,处理效率得到极大的提高。

针对Altera公司现有FPGA在线测试方法无法适应大批量测试／激励数据自动传输的情况，论文提出了一种基于SoPC的FPGA在线测试方法，该方法采用NiosⅡ控制数据传输过程、DMA协助数据传输、FIFO作为数据暂存，采用自定义外设完成了DMA模块与FIFO的接口设计，从而DMA可以直接操作FIFO，测试结果表明该方法是一种可行且高效的FPGA在线测试方法。创新性在于充分利用JTAG接口完成FPGA的在线测试，同时测试数据能够写入PC中的文件／激励数据从文件读出。

分析了内存映射型LCD控制器的特点及优点,针对常用设计方法在系统扩展性、设计灵活性、成本等方面存在的不足,利用可编程片上系统（SOPC）技术,设计了一种基于Avalon总线的内存映射型LCD控制器,给出了系统的结构设计和测试结果。测试结果表明,基于SOPC技术的内存映射型LCD控制器具有结构清晰、成本低、扩展性强等特点,可广泛应用于LCD、LED和CRT等各种类屏幕的显示控制。

对基于FPGA以及NIOS的图像采集与处理系统进行了深入研究，在完成硬件实验平台设计的基础上，完成了嵌入式操作系统的移植及应用程序的设计。以PDF417二维条码的识别为例，对识别过程及识别算法进行研究，并对所设计的系统进行测试，达到了较好的识别效果。

介绍Altera公司提出的SoPC技术,根据SoPC系统Avalon总线规范,设计一种同时包含Master和Slave端口的SD卡读写控制器,无需CPU的干预,并且支持中断,大大提高了SD卡的读/写速度。该设计的核心部分为SD卡读/写时序控制以及Avalon-MM总线与NiosⅡ的接口部分。该控制器在友晶科技DE2开发平台上验证通过,实现了大数据量的快速存取,满足了一般消费类电子需求,具有较大的应用前景。