基于fpga内部ram的简单nios ii系统

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1、第1章SOPC硬件系统基础实验本章的目的是让读者熟悉SOPC硬件系统的构建流程及SOPCBuilder和NiosIIIDE的基本操作。这是SOPC系统开发的基础，读者务必熟练掌握。FPGA芯片支持FPGA工作及配置的外围电路EPCSSDRAMFLASHJTAG口EPCS口图1.1一般核心板构造图1.1展示的是一般核心板的组成。JTAG口用于配置和调试用，EPCS口用于AS配置模式。EPCS是一种串行配置芯片，实际上是一种串行Flash，存储完配置文件后的剩余空间可用于存储程序。目前市面上的很多核心都只配一个容量稍为大一些的EPCS而不使用并行Flash，这样可以节省大约40

2、个I/O口。图中的FLASH和SDRAM并不是核心本身所必需的，只是为了方便开发NiosII系统而增加的，因为FPGA内部的RAM比较小，不适合开发大的程序。1.1基于FPGA内部RAM的简单NiosII系统1.实验目的（1）熟悉NiosII系统的构成及开发流程；（2）熟悉SOPCBuilder和NiosIIIDE的使用；（3）本节内容是后面内容的基础，在后面的实验里对本节的一些基本操作将不再详细阐述，读者若有疑问可返回本节查阅。2.实验现象两个LED灯交替闪烁。3.实验原理控制两个LED灯交替闪烁的程序代码比较小，因此可以将其固化在内部ROM内，系统复位时把其读入内部RA

3、M运行。说到这，读者是否有似曾相识的感觉呢？其实我们天天用的计算机也是这么操作的。ROM相当于硬盘，RAM相当于内存，之后的实验将用到的FLASH和SDRAM也一样，FLASH相当于硬盘，SDRAM相当于内存。各自的作用大家也应该很熟悉了吧，FLASH属于非易失性的存储器，可以存储程序及其他一些数据文件等，但访问比较慢；SDRAM属于易失性存储器，但访问的速度比较快，系统复位时会把程序复制到SDRAM可以提高程序的运行速度（需要说明一点，系统复位时从哪复制程序取决于在定制NiosII处理器时复位地址设置为在哪，复制到哪取决于把程序代码空间设置为在哪，在后面的实验将详细说明）

4、。原理图如图1.1.1所示NiosIIProcessorJtagDebugModuleNiosIISystemAvalonBusSystemIDPIOOnChipROMOnChipRAMAlteraFPGAOtherLogicModuleLEDJTAGInterfaceClock图1.1.1由图1.1.1我们可以得到如表1.1.1所示的外设一览表：表1.1.1外设名称描述备注cpuNiosII/eDebugModule=Level1sysid系统ID系统的唯一标识OnChip_ROM片内ROM8KBOnChip_RAM片内RAM8KBled_pio2位只输出控制LED4.实

5、验内容（1）在QuartusII中建立一个工程；（2）使用SOPCBuilder建立生成一个一个具有表1.1.1所示元件的硬件系统；（3）在QuartusII工程中建立基于NiosII的硬件系统并编译生成配置文件*.sof；（4）在NiosIIIDE中建立对应硬件系统的NiosIIC/C++Application，编写程序实现LED闪烁，在NiosIIIDE中编译程序生成执行文件*.elf；（5）将配置文件*.sof和可执行文件*.elf都下载到FPGA进行调试。5.实验步骤1）使用QuartusII建立工程QuartusII是以工程的方式对设计过程进行管理，Quartus

6、II工程中存放创建FPGA配置文件需要的所有设置和设计文件。因此，每个开发过程开始时都应建立一个QuartusII工程并存放在单独的文件夹下。（1）打开QuartusII并新建工程在QuartusII主界面中选择File→NewProjectWizard...（如图1.1.2），此时将打开新工程设计向导，如图1.1.2～图1.1.6，按如图所示并根据自己的实际情况进行设置。图1.1.2图1.1.3工程路径、名称、顶层实体指定对话框文件夹所在路径名不能用空格，不能用括号“（）”，可以用下划线“_”，最好不要以数字开头或使用中文名。图1.1.4添加文件对话框若有设计好的模块需要

7、在该工程中使用可事先在此处加入工程中，本次设计不添加。图1.1.5选择FPGA型号对话框型号必需与所使用的核心板上的型号一致图1.1.6EDA工具设置对话框如果要利用其他工具综合，仿真，时序分析的话在此处具体指定图1.1.7配置信息报告框（2）建立顶层模块顶层模块是为了将各个模块组合起来。在QuartusII主界面中选择File→New...新建原理图格式设计输入文件并保存。如图1.1.8～图1.1.11所示。图1.1.8新建文件菜单，不要与新建工程混淆了图1.1.9选择新建文件类型，本设计顶层采用原理图的形式，选