SOPC_系统设计实例.doc

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1、Sopc系统设计实例Sopc系统设计实例11sopc系统设计流程12SOPC系统设计实例21.建立工程32.建立顶层设计文件103.用SOPCBuilder建立一个新的SOPC硬件系统124.向系统中添加NiosII处理器145.添加片上存储器206.添加JTAGUART227.添加定时器248.添加自定义组件七段数码管控制器259.自动设置基地址3410.加入SystemID模块3411.生成系统3512.例化NiosII处理器3713.导入引脚分配3814.编译并下载设计4115.启动NiosIIIDE42

2、16.建立新工程4217.修改系统库属性4618.修改代码4719.编译并运行工程491sopc系统设计流程SOPC系统的设计流程如图1所示。设计者首先根据任务要求决定系统需求，然后用SOPCBuilder建立自己的SOPC系统，完成这项工作之后，硬件工程师和软件工程师可以开始协同工作。硬件工程师首先建立一个顶层设计文件，将生成的SOPC系统例化，并设置引脚分配，时序要求及其他设计约束，，然后编译硬件设计并将FPGA设计下载到目标板中。在硬件工程师工作的同时，软件工程师可以用NiosIIIDE开发应用软件，并在

3、NiosIIIDE中使用NiosII指令仿真器（ISS）运行并调试软件，等硬件工程师把硬件设计下载到目标板中之后，软件工程师将可执行软件下载到目标板上的NiosII系统中，并在目标板上运行调试软件，如果发现软件设计不满足设计要求，则再改进硬件和软件的设计。分析系统要求在SOPCBuilder中定义并生成系统将SOPCBuilder系统集成到QuartusII工程中设计引脚分配，时序要求及其他设计约束编译硬件设计将FPGA设计下载到目标板中用NiosIIIDE开发环境在NiosIIIDE中使用ISS运行，调试软件

4、将可执行软件下载到目标板上的NiosII系统中在目标板上运行、调试系统改进软/硬件设计图1sopc系统设计流程2SOPC系统设计实例用SOPC系统在DE2平台上实现一个计数器。先在DE2平台上建立SOPC系统的硬件，这个系统包括一个NIosII/s嵌入式处理器、存储器、一个JTAGUART及一个定时器，一个ID模块。另外，我们将加入一个自定义组件，实现对DE2平台上七段数码管的控制。1.建立工程启动QuartusII软件，用New>NewProjectWizard…菜单在QuartusII中新建一个工程，本例中

5、将工程的工作目录设定在G:DE2,工程的名称为niosii，如图4所示，如果是希望使用自己已有的工程，则点击图4中所示的UsingExistingProjectSetting按钮，，但是在本例中不需要添加已有工程的配置。按下next后，器件中选择EP2C35F672C6,向导完成后的汇总界面如图8所示。图2QuartusII启动界面图3图4图5图6图7图8图92.建立顶层设计文件建立工程之后，需要为工程建立一个顶层设计文件，这个设计文件的名称应该与工程的名称完全一致，设计文件可以是QuartusII允许的各种

6、设计输入格式的文件，如VerilogHDL、VHDL、AHDL及原理图设计文件等。在本例中使用原理图设计文件。用File>New菜单建立一个新文件，选择BlockDiagram/SchematicFile文件，文件名称与工程名称保持一致，为niosii。保存新建的文件。图10图11图123.用SOPCBuilder建立一个新的SOPC硬件系统单击工具按钮或者是Tool>SOPCBuilder菜单启动SOPCBuilder。如图13所示，输入新系统的名称为nios_ii_system，当然也可以输入其他名称，但是

7、应该注意，所有的名称中都不能出现空格。TargetHDL选项可以选择Verilog，也可以选择VHDL,这里选择Verilog。按OK按钮，进入到SOPCBuilder的主界面，如图15所示。图13图14图154.向系统中添加NiosII处理器在SOPCBuilder左侧的组件列表中，选择NiosIIProcessor,,按鼠标右键，在弹出的菜单中选择AddNewNiosIIProcessor,显示如图17所示的NiosII处理器的配置界面。选择NiosII/s作为本设计的处理器，从界面上可以看到，NiosII

8、/s占用约1200~1400个逻辑单元，2个M4KRAM块。由于可以添加指令缓存，缓存需要占用额外的M4KRAM块，因此NiosII/s比NiosII/e相比，增加了指令缓存、分支预测、硬件乘法器及硬件除法器。NiosII/s的最好性能可达25MIPS.按下Next按钮，设置处理器的指令缓存和紧密耦合指令存储器，如图18所示，选择指令缓存为2K字节，不使用紧密耦合指令存储器。按下Nex