SOPC系統(tǒng)設(shè)計與實踐

前言

　　當今的嵌入式設(shè)計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)品和實施成本、易用性、適應(yīng)性和不會過時等優(yōu)勢，使其在每次設(shè)計中都能夠?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 200 DMIP 的性能，在FPGA中實現(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)置組合中進行選擇，達到性能和成本的要求。采用Nios II處理器進行設(shè)計，可以幫助用戶將產(chǎn)品迅速推向市場，延長產(chǎn)品生命周期，防止出現(xiàn)處理器逐漸過時的問題?！　〔捎肗ios II處理器，用戶不會局限于現(xiàn)有的處理器技術(shù)，而是根據(jù)自己的標準定制處理器，按照需要選擇合適的外設(shè)、存儲器和接口；此外，用戶還可以輕松集成自己專有的功能，使用戶的設(shè)計具有獨特的競爭優(yōu)勢?！　∮脩羲枰奶幚砥鳎瑧?yīng)該能夠滿足當前和今后的設(shè)計性能需求。由于今后的發(fā)展具有不確定性，因此，Nios II設(shè)計人員必須能夠更改其設(shè)計，如加入多個Nios II CPU、定制指令集及硬件加速器等，以滿足新的性能目標。采用Nios II處理器，用戶可以通過Avalon交換架構(gòu)來調(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，可以實現(xiàn)大吞吐率的應(yīng)用。　　在選擇處理器時，為了實現(xiàn)需要的功能，用戶可能要購買比實際所需數(shù)量多的處理器；也可能為了節(jié)省成本，而不得不購買比實際需要數(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，甚至在價格低至35美分的Cyclone II FPGA等低成本Altera器件中都可以實施。在單個FPGA中實現(xiàn)處理器、外設(shè)、存儲器和I/O接口，可以降低系統(tǒng)總體成本?！　閷崿F(xiàn)一個成功的產(chǎn)品，需要將其盡快推向市場，同時，增強其功能特性以延長使用時間，避免處理器逐漸過時。用戶可以在短時間內(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)計許可，完全經(jīng)得起時間考驗。此外，由于在FPGA中使用軟核處理器，因此可以方便地實現(xiàn)現(xiàn)場硬件和軟件升級，且產(chǎn)品能夠符合最新的規(guī)范，具備最新特性?！　”緯诰帉戇^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。由于時間倉促，書中不妥之處在所難免，敬請讀者批評指正。有興趣的朋友，可以到作者的個人博客——EDAChina來做客；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，詳細講解了SOPC系統(tǒng)設(shè)計的相關(guān)概念，如Avalon總線規(guī)范、SOPC Builder和Nios II軟件設(shè)計及嵌入式外圍設(shè)備等，并結(jié)合實例，對軟件設(shè)計的方法及流程進行了深入分析。本書以講解Nios II軟件設(shè)計及其實驗為主，初學(xué)者通過本書可以學(xué)習(xí)到 Nios II設(shè)計的基本流程及方法，掌握其設(shè)計原理，具備軟件開發(fā)能力。    本書可供高等院校計算機、自動化、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)平臺概述　　1.1.1 軟件平臺　　1.1.2 硬件平臺　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　　2.1.2 功能　2.2 Avalon總線信號　　2.2.1 完整的信號類型列表　　2.2.2 信號極性　　2.2.3 信號命名　　2.2.4 信號時序　　2.2.5 傳輸特性　2.3 從端口傳輸　　2.3.1 從設(shè)備信號　　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　　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)、建立時間與保持時間　2.5 流水線讀傳輸　　2.5.1 具有固定延時的從端口流水線讀傳輸　　2.5.2 具有可變延時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選項卡　　3.2.3 Nios II More “CPU” Settings選項卡　　3.2.4 Board Settings選項卡　　3.2.5 System Generation選項卡　　3.2.6 首選項　3.3 存儲器映射接口的系統(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選項卡　　3.5.2 Signals選項卡　　3.5.3 Interfaces選項卡　　3.5.4 SW Files選項卡　　3.5.5 Component Wizard選項卡　3.6 目標板描述　　3.6.1 概述　　3.6.2 創(chuàng)建目標板描述　　3.6.3 目標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)計第6章 實驗板電路第7章 Nios基礎(chǔ)實驗第8章 基于Nios控制的DDS信號發(fā)生器第9章 Nios II Flash編程器第10章 通過實例講解IP Core 的設(shè)計過程第11 章基于Nios II控制的TFT液晶顯示參考文獻

圖書封面

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