嵌入式FPGA/SoPC技術實驗與實踐教程

內(nèi)容概要

湯書森等編著的《嵌入式FPGA/SoPC技術實驗與實踐教程》分基本理論和實踐兩大部分?；纠碚摬糠纸榻B了FPGA和SOPC的基本理論，QuartusⅡ
軟件的使用方法、基于FPGA的開發(fā)技術、NiosⅡ嵌入式系統(tǒng)開發(fā)過程、
NiosⅡ的常用組件與編程和SOPC技術的應用。實踐部分結合常用的開發(fā)實例介紹IDE
QuartusⅡ的設置，新建工程或文件、編譯和下載文件的過程、方法及技巧。SOPC
Builder設計流程、NiosⅡ軟核處理器、NiosⅡ軟核處理器的配置方法。講述了NiosⅡ嵌入式軟核處理器設計、SoPC的軟/硬件結合開發(fā)流程、NiosⅡ的開發(fā)平臺和集成開發(fā)環(huán)境（IDE）特點和NiosⅡ的外圍接口等。
《嵌入式FPGA/SoPC技術實驗與實踐教程》適合作為大學二年級以上的電子類、計算機類、自動化類和機電類等專業(yè)的本科生的教材或教學參考書，也可作為專業(yè)技術人員的培訓參考資料。

書籍目錄

第1部分  基本理論
第1章  緒論
  1.1  嵌入式系統(tǒng)簡介
  1.2  FPGA簡介
  1.3  SoPC技術簡介
  1.4  硬件描述語言及其程序的基本架構
  1.5  基于FPGA/SoPC實現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)概述
第2章  Altera可編程器件與QuartusⅡ軟件應用
  2.1  A1tera可編程邏輯器件
  2.2  QuartusⅡ簡介
  2.3  QuartusⅡ的安裝過程與使用
  2.4  QuartusⅡ設計流程
第3章  Avalon總線與NiosⅡ處理器
  3.1  Avalon總線
  3.2  NiosⅡ嵌入式處理器
  3.3  NiosⅡ體系架構
第4章  基于SoPC的NiosⅡ處理器設計
  4.1  SOPC Builder簡介
  4.2  SOPC Builder的組成與功能
  4.3  基于SOPC Builder解決嵌入式處理器外設設計面臨的挑戰(zhàn)
  4.4  參數(shù)模塊庫的使用
  4.5  基礎預備實驗示例
第2部分  基本實驗
第5章  QuartusⅡ和SignalTapⅡ的使用
  5.1  實驗預備
  5.2  實驗目的
  5.3  實驗內(nèi)容
  5.4  實驗原理
  5.5  實驗步驟
  思考題
第6章  Hello-word實驗及SoPC設計基礎
  6.1  實驗目的
  6.2  實驗內(nèi)容
  6.3  實驗原理
  6.4  實驗步驟
  思考題
第7章  LED實驗
  7.1  實驗目的
  7.2  實驗內(nèi)容
  7.3  實驗原理
  7.4  實驗步驟
第8章  自定義IP核——點陣驅動
  8.1  實驗目的
  8.2  實驗內(nèi)容
  8.3  實驗原理
  8.4  實驗步驟
第9章  軟硬件結合設計
  9.1  實驗目的
  9.2  實驗內(nèi)容
  9.3  實驗原理
  9.4  實驗步驟
第10章  基于實時操作系統(tǒng)μC/OSⅡ多任務系統(tǒng)
  10.1  實驗目的
  10.2  實驗內(nèi)容
  10.3  實驗原理
  10.4  實驗步驟
第11章  工程實踐項目——基于DOS的正弦信號發(fā)生器
  11.1  實驗目的
  11.2  實驗內(nèi)容
  11.3  實驗原理
  11.4  實驗步驟
第12章  基于MCU5 1IP軟核的嵌入式系統(tǒng)設計
  12.1  實驗目的
  12.2  實驗內(nèi)容
  12.3  實驗原理
  12.4  實驗步驟
第3部分  創(chuàng)新與自主設計
第13章  自主設計鞏固與提高
  13.1  Exercise1  流水燈實驗
  13.2  Exercise2  關于JTAG UART通信
  13.3  Exercise3  LCD MODULE（LCM）顯示實驗
第14章  自主設計實例方案
  14.1  基于FPGA技術的實時視頻監(jiān)控系統(tǒng)
  14.2  基于FPGA技術的電子相冊設計
  14.3  基于FPGA技術的MP3音樂播放器
  14.4  基于FPGA技術的軟件無線電平臺
  14.5  基于FPGA技術的對講機設計
附錄A  網(wǎng)絡資源及專業(yè)網(wǎng)站、FPGA開發(fā)博客信息
附錄B  實驗中常見錯誤及處理辦法
參考文獻
后記

章節(jié)摘錄

　?。?）更好的庫存管理一嵌入式系統(tǒng)通常包含了來自多個生產(chǎn)商的多種處理器，以應付多變的系統(tǒng)任務。當一種器件多余而另一種短缺時，就會發(fā)現(xiàn)管理這些處理器的庫存也是個問題。但是使用標準化的NiosⅡ軟核處理器，庫存的管理將會大大簡化，因為通過將處理器實現(xiàn)在標準的FPGA器件上，減少了處理器種類的需求。　　5.應付產(chǎn)品的生命周期　　開發(fā)人員希望快速將他們的產(chǎn)品推向市場，保持一個較長的產(chǎn)品生命周期，避免更新?lián)Q代。基于NiosⅡ的系統(tǒng)在以下幾個方面可以幫助用戶實現(xiàn)此目標。　?。?）加快產(chǎn)品的上市時間——FPGA可編程的特性使其具有最快的產(chǎn)品上市時間。NiosⅡ系統(tǒng)的這些靈活性和加速上市的特性源于A1tera提供完整的開發(fā)套件、眾多的參考設計、強大的硬件開發(fā)工具（SOPCBuilder）和軟件開發(fā)工具（NiosⅡIDE）。許多客戶借助Nios開發(fā)套件所帶的設計，在幾個小時內(nèi)就創(chuàng)建了設計的原型。由于將NiosⅡ處理器放置于FPGA內(nèi)部就可以驗證外部的存儲器和I／0組件，電路板設計得以顯著地加速?！　。?）建立有競爭性的優(yōu)勢——維持一個基于通用硬件平臺的產(chǎn)品的競爭優(yōu)勢是非常困難的。而創(chuàng)建一個SOPC系統(tǒng)且?guī)в幸粋€或多個NiosⅡ處理器，具備硬件加速、定制指令、定制的可裁減的外設等配置系統(tǒng)，給對手的超越制造了有效的障礙，具備了競爭的優(yōu)勢?！　。?）延長了產(chǎn)品的生存時間——搶先占領市場通常會使產(chǎn)品的完善程度低于實際的所需。使用NiosⅡ處理器的SOPC產(chǎn)品帶來的一個獨特優(yōu)勢就是能夠升級硬件的特性，即使產(chǎn)品已經(jīng)交付給客戶，同樣，軟件也可以定期升級。這些特性可以解決如下問題：　?、傺娱L產(chǎn)品的生存時間，隨著時間的增加，可以不斷有新的特性添加到硬件中?！　、跍p少由于標準的制定和改變而帶來的硬件上的風險。　?、酆喕擞布毕莸男迯秃团懦?，不再需要做RMA和其他重復工作。　?、鼙苊馓幚砥鞯倪^時——嵌入式處理器供應商通常提供一個很寬的配置選擇范圍以適應不同的客戶群。不可避免的是，某個或多個處理器有可能會因為生產(chǎn)計劃等原因而停止供應或很難尋找。Nios設計人員擁有在AlteraFPGA上使用和配置基于Nios的設計的永久許可。一個基于Nios的設計可以容易的被重新實現(xiàn)在新系列的FPGA器件中，從而保護了應用軟件的投資?！　、菰诋a(chǎn)品產(chǎn)量增加的情況下減少成本——一旦一個FPGA的設計被選定，并且打算進行大批量的生產(chǎn)，可以選擇將它移植到Altera的Hardcopy中，一種結構化的ASIC系列，從而減少了成本并提升性能——這僅需幾周時間。Altera還可以提供NiosⅡ處理器的ASIC制造許可，就可以將包含NiosⅡ處理器、外設、Avaion交換式總線的設計移植到基于單元的ASIC中。 　　……

編輯推薦

　　站在工程、開發(fā)和研究三個角度，進行實踐性教學環(huán)節(jié)的設計。從社會對計算機專業(yè)人才能力需求的角度，系統(tǒng)地規(guī)劃計算機實驗和實踐的方式和內(nèi)容。開發(fā)實訓驗證型、開發(fā)研究型等不同層次的教學內(nèi)容.以滿足大專、本科以及某些研究生層次的教學需求。以系統(tǒng)性、開放性、經(jīng)典性和適用性等全新的面貌呈現(xiàn)在中國的計算機教學領域。精心挖掘和遴選作者.把他們多年積累的教學經(jīng)驗編寫成教材。每本書都經(jīng)過編委會委員的精心篩選和嚴格評審，嚴把質(zhì)量關。

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