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本文课题源于华中科技大学瑞萨实验室的移动机器人项目以及智能车竞赛，主要目的是基于嵌入式技术和控制系统原理，基于FPGA结合ARM的基本架构设计一个小型移动机器人平台，可以研究自动驾驶、自动泊车、图像处理、智能控制算法等机器人应用。

该平台是一种模块化、通用、层次结构的设计方案，使得研究人员可以根据自己的要求选择不同的模块通过简单的组合，构建符合要求的移动机器人平台。所设计的小型移动机器人平台不光有助于机器人技术领域的研究，也是一个理想的嵌入式技术的研究和验证平台。

移动机器人领域在可重配置和模块化方面一直有大量的研究。随着FPGA在嵌入式系统中的广泛应用，通过硬件语言编程来实现所需的逻辑功能、实现硬件平台的重配置，为可重配置和模块化机器人的设计提供了一种新的方法。FPGA负责实现连接各类传感器和执行机构的逻辑电路功能和必要的信号处理，只需编写不同的硬件语言程序，即可实现所需的电路功能，连接相应的传感器和执行机构，实现硬件的重新配置。随着基于FPGA的SOPC技术的发展，使用SOPC技术来实现可重配置的机器人控制器也成为了机器人平台研究的热点。然而基于开发控制系统的商业性、系统可升级性、算法复杂度以及工具链、生态链成熟度的角度考虑，使用基于ARM的CPU作为主控制器更易于实现该平台。因此本项目将基于分立的ARM和FPGA基本架构实现移动机器人平台。

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该机器人平台系统分为三个层次：实时控制层、控制数据流层、传感器与驱动器层。系统高两层使用串行计算的MCU（ARM7）和并行计算的FPGA（Spartan6）这样的AMP架构，处理器间高效的通信将是提升整个系统性能的关键，基于开发经验，本平台将采用EMC与SSP这样串并结合的通信方式。平台还可以上扩一个 嵌入式系统接口，ARM7可以通B与ARM Cortex A9通信，完成更复杂的功能。传感器与驱动器层可以搭载多种传感器与驱动器模块，运算在FPGA中完成。

关于软件平台设计，该小型移动机器人可以移植非常有商业前景PERS实时嵌入式操作系统，既可以在ARM7上移植，也可以考虑在Spartan6上移植。

该课题思想已经在专业课程、移动机器人项目以及两项智能车竞赛中得到数年设计的充分验证，团队有成熟的硬件平台、OS及组件系统移植范例、IP设计范例、算法资源和测试数据，已经开始相关模块的实现。

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