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目录
1NiosⅡCPU的体系结构3
1.1NiosⅡ处理器的结构3
1.2NiosⅡ处理器的基本组成3
1.3Debug模块3
1.4NiosⅡ开发环境简介3
2IP核4
2.1SDRAM控制器4
2.2FLASH5
3基于SOPC的温湿度监测系统设计5
3.1系统总体设计方案5
3.2SOPC硬件系统设计6
3.3SOPC软件系统设计9
3.3.1NiosⅡ软件系统设计9
3.3.2NiosⅡIDEC/C++Build属性配置13
3.3.3软件系统的设计流程15
4实验结果与分析15
结论18
摘要
SOPC是可编程片上系统，即一种特殊的嵌入式系统。首先它是片上系
统（SOC），由单个芯片完成整个系统的主要逻辑功能；其次，它是可编程系
统，具有灵活的设计方式，可裁减、可扩充、可升级，并具备软硬件在系统
可编程的功能。SOPC是基于FPGA解决方案的SOC，与ASIC的SOC解决
方案相比，SOPC系统及其开发技术具有更多的特色。构成SOPC的途径有基
于FPGA嵌入IP硬核的系统、基于FPGA嵌入IP软核的系统和基于HardCopy
技术的SOPC系统三种方式。本文介绍基于FPGA的嵌入IP软核的SOPC系
统实现方法，设计了一种基于SOPC的温湿度监测系统。通过QuartusII软件
里的SOPCbuilder把NiosIIProcessor、Avalon总线、UART、
SDRAM_controller、FlashMemory、Avalon三态桥等多个IP核集成生成系统
所需的SOPC。传感器扩展板采用Mega8作为主控芯片，用于数据的采集、
显示以及和PC的通信。同时配有由SPI总线控制的数码管，可以显示传感器
的测量结果，以及与PC通信过程中的具体情况。对外采用波特率为115200
的串口进行通信，用户可通过串口向该模块发出各种查询命令以查询传感器
的状态。本次设计使用NiosIIIDE编写应用程序，发送相应指令，获取温度
和湿度的值，同时显示在Console窗口。
关键词：
SOPC技术；FPGA开发板；IP核；温湿度监测；NiosⅡ处理器；Mega8芯片
No1
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