嵌入式FPGA SoPC教程解析.docVIP

嵌入式FPGA/SPC技术实验与实践教程 内容简介 教材分基本理论和实践两大部分。FPGA和SOPC的基本理论，Quartus Ⅱ软件的使用方法；基于FPGA的开发技术；Nios Ⅱ嵌入式系统开发过程；Nios Ⅱ的常用组件与编程和SOPC 技术的应用。 实践部分，结合常用的开发实例介绍IDE Quartus Ⅱ的设置，新建工程或文件、编译和下载文件的过程、方法及技巧。SOPC Builder设计流程、NiosⅡ软核处理器、NiosⅡ软核处理器的配置方法。Nios Ⅱ嵌入式软核处理器设计、SOPC的软/硬件结合开发流程、 NiosⅡ的开发平台和集成开发环境（IDE）特点和 NiosⅡ的外围接口。 教材适合大学二年级以上的电子专业的，或作为专业技术人员的培训参考资料。 前 言 随着微电子技术和计算机技术的发展，可编程逻辑器件、EDA技术、嵌入式系统、SOC、SOPC和IP核等新概念和新技术层出不穷，新技术的应用迅速渗透到电子、通信、信息、机械制造、仪器仪表、航空航天及家用电器等领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高。微电子技术(即大规模集成电路加工技术)的发展是现代电子技术发展的基础。目前，在硅片单位面积上集成的晶体管数量越来越多，原来需要成千上万只电子元器件组成的电子设备电路，现在仅用几片或单片超大规模集成电路就可以实现。嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术、电子技术与各个行业的具体应用相结合后的产物，这一特点决定了它是一个技术密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。嵌入式系统课程又是一门多学科交叉的课程，涉及微机原理与接口、计算机组成原理、操作系统、编译技术、网络通信、人机交互、软件测试、软硬件协同设计等诸多知识点，授课内容概括性强。现在是后PC时代，作为电子信息技术、计算机专业，掌握嵌入式系统是一门必需的技术。嵌入式系统是IT行业中重要的应用领域。为了适应新形势的要求，以与时俱进的教学理念进行教学实践。由于近几年来，众多的嵌入式系统新产品不断问世，国内外各大IT公司纷纷投入巨资加紧研发，后PC时代的来临，促进了科技进步和经济发展。伴随着通信网络、计算机技术和微电子技术的高速发展，嵌入式系统己成为了IT业的一个焦点。同时在数字信息技术和网络技术高速发展的后PC时代，嵌入式系统因其体积小、可靠性高、功能强、灵活方便等许多优点，已渗透到工业、军事、医疗以及日常生活等各个领域，对各行各业的技术改造、产品更新换代、加速自动化进程和提高生产率等方面起到了极其重要的推动作用。另外，嵌入式领域的迅速发展，使得FFGA作为主芯片的嵌入式应用方向已被逐渐接受，在国内高校之中已有部分高校开设了FPGA和SOPC的课程；但是嵌入式是，因此在FPGA和SOPC的教学中不应死读教材而应该通过大量的实验练习，才能快速理解的理论知识提高。SOPC(System On a Programmable Chip)称为可编程片上系统，它基于可编程逻辑器件(FPGA或CPLD)可重构的片上系统(SOC)。SOPC集成了硬核或软核CPU、DSP、锁相环(PLL)、存储器、I／O接口及可编程逻辑，可以灵活高效地解决SOC方案，而且设计周期短，设计成本低。 目前，SOPC技术已成为备受众多中小企业、研究所和大专院校青睐的设计技术。SOC设计技术将是21世纪的技术发展趋势，是现在高校和社会嵌入式培训班必需的内容和亮点。目前，SOPC技术已成为备受众多企业、研究所和大专院校青睐的设计技术（国内有近60几所高效开展了Vrilog语言课程和基于Altera SOPC的（联合实验室）实验教学）。EDA/SOPC技术是进入二十一世纪以来发展最迅猛的电子设计技术之一，以其设计灵活、可裁剪、软硬件可编程等特点和优势，倍受设计者关注。随着信息技术的发展普及以及市场强有力的驱动，设计需求日趋多样化，系统设计越来越复杂，开发时间越来越紧迫。利用已有IP核是快速实现应用系统，缩短产品开发周期的有效途径。Altera的NiosII是用户可以随意配置核构建的32位嵌入式处理器IP核，采用Avalon总线结构通信接口，包含由FS2First Silicon Solutions，FS2 公司专门致力于芯片知识产权（IP）、设计服务和针对 SoC、SOPC、FPGA、ASSP 和 ASIC 器件的编程、测试、调试和嵌入式跟踪片上仪器的开发工具。开发的基于JTAG的片内设备内核。使用Nios II处理器的用户可以根据他们的需要来调整嵌入式系统的特性、性能以及成本，快速使得产品推向市场，扩展产品的生命周期，并且避免处理器的更新换代。SOPC的整体解决方案以及Nios软核概念的提出，彻底颠覆了传统嵌入式系统的设计理念，从硬件和软件整体设计上将嵌入式系统的设计进行了极大地推动，使得