sopc复习资料_1

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1、CPU寄存器文件扩展檇.衔待M络込紀器1外设使用总线接口一个典型计算机系统的硬件组成賴aUSB榨制器阁形适紀器磁盘控制器磁盘讨见，一个完整的系统，至少山CPU、总线、外设控制器等几部分组成。CPU负页屮断分配、地址管理、内存调度等总的控制任务；外设控制器负责与外部设济连接，控制外设的行为；CPU和各个外设控制器之间通过总线交互信息。嵌入式系统是从计算机系统发展而來的，理应遵循相M系统架构：拥冇一个总的调控中心，使用总线实现系统的可扩展性，新的外设控制器通过总线接入系统。下图是Nios系统的典型结构图:Nios系统采用NiosCPU和Avalon总线，外没控制器以独立模块的形式加入系统，这些独立

2、的模块称为“IPCore”，全称^IntelligencePropertyCore”（知识产权调试软件t1SDRAM存储器SRAM存储器FLASH#储器JTAG调iA悅块I1I61«键盘显示器核），顾名思义，就是开发沂拥有其知识产权，购买者拥行其使用权的“逻辑功能块”。NiosII处押脒核SDRAM柠制器等ttCampactFlashAva丨on总线(ItemetlIliillil/OLCDiuEthernet控制器I/O投制器LCDiA示控制器tEthernetLEDLCD心n按钮等iA示器CompactFlash拧制器指标基于ASIC的SOC基于FPGA的SOC(SOPC)基于Hardc

3、opy的soc单片成本低较高较低开发周期长（〉20周）短（＜10周）较短（＜20周）开发成本设计工程成本高掩模成本高软件工具成本高设计工程成本低无掩模成本软件工具成本低设计工程成本低掩模成本低软件工具成本低一次投片情况一次投片成功率低，成本高，耗时长可现场配置一次投片成功率近100%,成本低，耗时短集成技术0.25um~90nm0.25um^90nm0.25um^90nm可重构性不可重构可重构不可重构集成电路专用集成电路可编程全定制半定制基于软核的SOPC系统苺于硬核的SOPC系统它一能rf其单功芯通用集成电路集成电路按照hV:川对象的不M),分为通用集成电路和专用集成电路两人类。专用集成电路

4、(ASIC，ApplicationSpecificIntegratedCircuit)CPU(CentralProcessingUnit,中央处理器)CPU不川多说，电脑里少不了的东西。这里要说的足它发展出来的的三个分支：MCU,MPU和DSP。MCU(MicrocontrollerUnit,微控制单元)MCU是一•种系统设计力*法，将计算机的CPU、RAM、ROM、定时数器和多种I/O接口集成在一片芯片上，形成芯R级的计算机，为不M的应用场合做不M飢合控制。DSP(DigitalSingnalProcessor,数字信号处理器)DSP足另外一种系统设计方法，与MCU专注于控制不冋，DSP强调

5、各种数字信号处理算法的快速实现。区别在于：MCU采用的硬件结构是冯-诺依曼型，DSP采川改进型哈佛结构，FPGA（FieldProgarmmableGateArray,现场可编程门阵列）SOC（SystemOnChip,片上系统）IP集成ASIC由SOC构成嵌入式系统设计片上可编程系统(SoPC—SystemonaProgrammableChip)足Altera公司提出來的-种乂活、商效的SOC解决方菜。也nf认为足基于FPGA解决方案的SOCoSoPC是一种灵活、高效的SoC解决方案。它将处理器、存储器、I/O口、LVDS等系统盂要的功能模块集成到一个PLD器件上，构成一个川'编程的片上系统

6、，它是PLD与SOC技术融合的结果、由于它是可编程系统，具有灵活的设计方式，可裁减、可扩充、可升级，并具备软硬件可编稃的功能。IP(IntellectualProperty)IP软核通常足川HDL文本形式提交给川户，它经过RTL级设计优化和功能验UF，但其中不含宥任何具体的物理信息。IP硬核是基于半导体C艺的物理设计，己有固定的拓扑布局和具体工艺，并己经过工艺验证，具有讨保证的性能基于嵌入IP硬核的SOPC系统有以下的缺点：1.器件价格相对偏髙。2.山于硬核圮预先梢入的，设计沂无法根据实际盂要改变处理器的结构。3.无法根据实际需要在同一FPGA屮使用多个处理器核。4.无法裁剪处珂器的硬件资源以

7、降低FPGA成本。5.只能在特定的FPGA中使用硬核。NiosII的特点：最大处理性能提高了3倍CPU内核面积最大可缩小1/232位RISC嵌入式处理器具有超过200DMIP的性能，在低成本FPGA中实现成本只有35美分。由于NiosII是软核形式，其可在多种系统设置组合中进行选择，满足成本和功能要求。可延长产品生命周期，防止出现处理器逐渐过时的情况。NiosII处理器系列包括三种内核快速：性能最