SOPC系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐

前言

　　當(dāng)今的嵌入式設(shè)計(jì)工程師面臨很棘手的挑戰(zhàn)： 如何尋找一款能夠?qū)崿F(xiàn)成本、性能和生命周期完美組合的處理器。而Altera Nios II處理器所具有的完全可定制性能、較低的產(chǎn)品和實(shí)施成本、易用性、適應(yīng)性和不會(huì)過(guò)時(shí)等優(yōu)勢(shì)，使其在每次設(shè)計(jì)中都能夠?qū)崿F(xiàn)完美的配合。　　Nios II系列32位RISC嵌入式處理器具有超過(guò) 200 DMIP 的性能，在FPGA中實(shí)現(xiàn)成本只有35美分。由于處理器是軟核形式，具有很大的靈活性，因此，用戶可以在多種系統(tǒng)設(shè)置組合中進(jìn)行選擇，達(dá)到性能和成本的要求。采用Nios II處理器進(jìn)行設(shè)計(jì)，可以幫助用戶將產(chǎn)品迅速推向市場(chǎng)，延長(zhǎng)產(chǎn)品生命周期，防止出現(xiàn)處理器逐漸過(guò)時(shí)的問(wèn)題?！　〔捎肗ios II處理器，用戶不會(huì)局限于現(xiàn)有的處理器技術(shù)，而是根據(jù)自己的標(biāo)準(zhǔn)定制處理器，按照需要選擇合適的外設(shè)、存儲(chǔ)器和接口；此外，用戶還可以輕松集成自己專有的功能，使用戶的設(shè)計(jì)具有獨(dú)特的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。　　用戶所需要的處理器，應(yīng)該能夠滿足當(dāng)前和今后的設(shè)計(jì)性能需求。由于今后的發(fā)展具有不確定性，因此，Nios II設(shè)計(jì)人員必須能夠更改其設(shè)計(jì)，如加入多個(gè)Nios II CPU、定制指令集及硬件加速器等，以滿足新的性能目標(biāo)。采用Nios II處理器，用戶可以通過(guò)Avalon交換架構(gòu)來(lái)調(diào)整系統(tǒng)性能，該架構(gòu)是Altera公司專有的互聯(lián)技術(shù)，支持多種并行數(shù)據(jù)通道，可以實(shí)現(xiàn)大吞吐率的應(yīng)用?！　≡谶x擇處理器時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)需要的功能，用戶可能要購(gòu)買比實(shí)際所需數(shù)量多的處理器；也可能為了節(jié)省成本，而不得不購(gòu)買比實(shí)際需要數(shù)量少的處理器。低成本、可定制Nios II處理器能夠幫助用戶解決這一難題。采用Nios II處理器，用戶可以根據(jù)需要設(shè)置功能，甚至在價(jià)格低至35美分的Cyclone II FPGA等低成本Altera器件中都可以實(shí)施。在單個(gè)FPGA中實(shí)現(xiàn)處理器、外設(shè)、存儲(chǔ)器和I/O接口，可以降低系統(tǒng)總體成本?！　閷?shí)現(xiàn)一個(gè)成功的產(chǎn)品，需要將其盡快推向市場(chǎng)，同時(shí)，增強(qiáng)其功能特性以延長(zhǎng)使用時(shí)間，避免處理器逐漸過(guò)時(shí)。用戶可以在短時(shí)間內(nèi)將Nios II嵌入式處理器由最初概念設(shè)想轉(zhuǎn)為系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，這種基于Nios II處理器的系統(tǒng)具有永久免版稅設(shè)計(jì)許可，完全經(jīng)得起時(shí)間考驗(yàn)。此外，由于在FPGA中使用軟核處理器，因此可以方便地實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)硬件和軟件升級(jí)，且產(chǎn)品能夠符合最新的規(guī)范，具備最新特性?！　”緯诰帉戇^(guò)程中，得到了馮瑞波、盧海濤、葛昊圳、王浩、柳向龍、曹文林、杜劍、殷樹勝、苗鈺雨、王相臣、于淑華、封福東和李斌等的幫助和關(guān)心，在此表示衷心的感謝?！　OPC的概念涉及范圍廣，本書只是作者個(gè)人學(xué)習(xí)的一些總結(jié)，只是想為初學(xué)者提供一些幫助。隨書光盤含有書中的DEMO程序以及Sch原理圖，供讀者參考。由于時(shí)間倉(cāng)促，書中不妥之處在所難免，敬請(qǐng)讀者批評(píng)指正。有興趣的朋友，可以到作者的個(gè)人博客——EDAChina來(lái)做客；或者登陸SOPC技術(shù)聯(lián)盟參與技術(shù)討論。

內(nèi)容概要

本書根據(jù)Altera公司的最新技術(shù)資料，詳細(xì)講解了SOPC系統(tǒng)設(shè)計(jì)的相關(guān)概念，如Avalon總線規(guī)范、SOPC Builder和Nios II軟件設(shè)計(jì)及嵌入式外圍設(shè)備等，并結(jié)合實(shí)例，對(duì)軟件設(shè)計(jì)的方法及流程進(jìn)行了深入分析。本書以講解Nios II軟件設(shè)計(jì)及其實(shí)驗(yàn)為主，初學(xué)者通過(guò)本書可以學(xué)習(xí)到 Nios II設(shè)計(jì)的基本流程及方法，掌握其設(shè)計(jì)原理，具備軟件開發(fā)能力。    本書可供高等院校計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化、電子工程等專業(yè)學(xué)生及相關(guān)工程技術(shù)人員使用。

書籍目錄

第1章 總體概述　1.1 學(xué)習(xí)平臺(tái)概述　　1.1.1 軟件平臺(tái)　　1.1.2 硬件平臺(tái)　1.2 Nios概述　　1.2.1 第一代Nios嵌入式處理器　　1.2.2 第二代Nios嵌入式處理器　　1.2.3 Nios II處理器的特性第2章 Avalon總線規(guī)范　2.1 概述　　2.1.1 術(shù)語(yǔ)　　2.1.2 功能　2.2 Avalon總線信號(hào)　　2.2.1 完整的信號(hào)類型列表　　2.2.2 信號(hào)極性　　2.2.3 信號(hào)命名　　2.2.4 信號(hào)時(shí)序　　2.2.5 傳輸特性　2.3 從端口傳輸　　2.3.1 從設(shè)備信號(hào)　　2.3.2 基本的從端口讀傳輸　　2.3.3 基本的從端口寫傳輸　2.4 主端口傳輸　　2.4.1 主信號(hào)　　2.4.2 基本的主端口讀傳輸　　2.4.3 基本的主端口寫傳輸　　2.4.4 等待狀態(tài)、建立時(shí)間與保持時(shí)間　2.5 流水線讀傳輸　　2.5.1 具有固定延時(shí)的從端口流水線讀傳輸　　2.5.2 具有可變延時(shí)的從端口流水線讀傳輸　　2.5.3 主端口的流水線讀傳輸　2.6 流傳輸控制　　2.6.1 從端口傳輸?shù)牧骺刂啤　?.6.2具有流控制的主端口傳輸　2.7 三態(tài)傳輸　　2.7.1 三態(tài)從端口的傳輸　　2.7.2 三態(tài)主端口的傳輸?shù)?章 SOPC Builder　3.1 SOPC Builder簡(jiǎn)介　　3.1.1 概述　　3.1.2 SOPC Builder系統(tǒng)結(jié)構(gòu)　　3.1.3 SOPC Builder功能介紹　3.2 SOPC Builder用戶接口概述　　3.2.1 SOPC Builder的使用　　3.2.2 System Contents選項(xiàng)卡　　3.2.3 Nios II More “CPU” Settings選項(xiàng)卡　　3.2.4 Board Settings選項(xiàng)卡　　3.2.5 System Generation選項(xiàng)卡　　3.2.6 首選項(xiàng)　3.3 存儲(chǔ)器映射接口的系統(tǒng)互聯(lián)結(jié)構(gòu)　　3.3.1 概述　　3.3.2 地址譯碼　　3.3.3 數(shù)據(jù)的多路復(fù)用　　3.3.4 等待狀態(tài)嵌入　　3.3.5 高性能的流水線　　3.3.6 流水線的管理　　3.3.7 endian轉(zhuǎn)換　　3.3.8 本地地址定位及動(dòng)態(tài)總線大小　3.4 SOPC Builder組件　　3.4.1 概述　　3.4.2 組件目錄的結(jié)構(gòu)與內(nèi)容　　3.4.3 組件目錄位置　3.5 組件編輯器　　3.5.1 HDL Files選項(xiàng)卡　　3.5.2 Signals選項(xiàng)卡　　3.5.3 Interfaces選項(xiàng)卡　　3.5.4 SW Files選項(xiàng)卡　　3.5.5 Component Wizard選項(xiàng)卡　3.6 目標(biāo)板描述　　3.6.1 概述　　3.6.2 創(chuàng)建目標(biāo)板描述　　3.6.3 目標(biāo)板描述編輯器的使用　3.7 引腳映射　　3.7.1 概述　　3.7.2 設(shè)計(jì)流程　　3.7.3 引腳映射GUI第4章 嵌入式外圍設(shè)備第5章 Nios II軟件設(shè)計(jì)第6章 實(shí)驗(yàn)板電路第7章 Nios基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)第8章 基于Nios控制的DDS信號(hào)發(fā)生器第9章 Nios II Flash編程器第10章 通過(guò)實(shí)例講解IP Core 的設(shè)計(jì)過(guò)程第11 章基于Nios II控制的TFT液晶顯示參考文獻(xiàn)

圖書封面

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