NiOSIISOPC嵌入式系统基础教程.ppt

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1、第2章SOPC硬件开发环境及流程2.1SOPC开发流程和开发工具SOPC设计包括硬件和软件两部分。硬件设计：基于QuartusII和SOPCBuilder软件设计：基于NiosIIIDE仿真：ModelSimDSP的开发:Matlab和DSPBuilder开发环境：QuartusII6.0(8.0)SOPCBuilder6.0(8.0)NiosIIIDE6.0(8.0)基于CycloneII的SOPC开发板Quartus完成NiosII整个系统的设计、分析、综合、硬件优化和适配配置文件编程下载、硬件系统测试SOPCBuil

2、derNIOSII系统硬件开发环境实现NiosII系统配置和生成NiosII系统相关的监控和软件调试平台的生成IDE完成基于NiosII系统的软件开发和调试将FPGA配置信息写入Flash或者EPCSSOPCBuilderNiosIIIDEQuartusII8.0Altera名词解释-与SOPC相关的名词QuartusII:Altera公司的第四代可编程逻辑器件集成开发环境，提供从设计输入到器件编程的全部功能。QuartusII?QuartusII5.0软件界面双击QuartusII图标名词解释-与SOPC相关的名词SOP

3、CBuilder:功能强大的基于图形界面的片上系统定义和定制工具。SOPCBuilder库中包括处理器和大量的IP核及外设。SOPCBuilder包含在QuartusII软件中SOPCBuilder?启动:QuartusII→Tools→SOPCBuilder名词解释-与SOPC相关的名词NiosII:NiosII系列嵌入式处理器的基本软件开发工具。所有软件开发任务都可以NiosIIIDE下完成，包括编辑、编译和调试程序。NiosIIIDE软件界面NiosIIIDE?双击NiosIIIDE图标ModelSim：HDL仿真软

4、件，对设计的硬件系统进行RTL级的仿真。DSPBuilder：Altera公司的数字信号处理软件，实现算法和硬件的无缝过渡，可以在Matlab的Simulink中完成算法的仿真、验证，后通过SignalCompiler将模型文件转换成硬件描述语言。采用NIOSII处理器设计嵌入式系统的流程：1.分析系统需求说明，包括功能需求和性能要求等；2.建立QuartusII工程，建立顶层实体；3.SOPCBuilder生成用户定制的系统模块（NIOSII+？）4.将NIOSII系统模块集成到硬件工程中，添加一些模块，可以是Alter

5、a公司提供的LPM(logicprogrammablemodule)宏功能块或用户自己定制的模块；5.在顶层实体中，将NIOSII系统模块、Altera的LPM或用户自定义的逻辑模块连接起来；2.1SOPC开发流程和开发工具6.分配引脚(Tcl脚本语言)和编译工程，编译生成系统的硬件配置文件.sof和.pof文件；（二者区别：SRAMEEPROM）7.下载工程，将配置文件下载到开发板上进行验证；（可选）8.使用IDE开发环境进行软件开发9.编译软件工程，生成可执行文件.elf;10.调试程序，将硬件配置文件下载到开发板，

6、将可执行文件下载到RAM，软硬件协同工作。每个开发过程开始时都应建立一个工程，QuartusII是以工程的方式对设计过程进行管理。在工程中建立顶层模块文件.bdf相当于传统电路设计中的电路板（PCB）。SOPC开发流程简图分析系统需求NiosII内核&标准外设定制指令&定制外设逻辑硬件抽象层(HAL)&外设驱动程序用户C/C++应用程序代码和定制的库自定义的功能模块建立QuartusII工程，建立顶层图*.bdf打开SOPCBuilder定义和生成系统集成SOPC生成的系统到QuartusII工程使用NiosIIIDE开发

7、软件Altera的LPM模块连接各功能模块选择FPGA型号并进行管脚分配进行编译选项设置编译硬件系统生成配置文件sof编译软件生成可执行文件elf在目标板上下载可执行软件到NiosII系统下载配置文件到FPGA器件在目标板上运行/调试软件调试好的硬件和软件在IDE中使用ISS运行/调试软件设置软件运行硬件环境属性使用IDE编程工具烧写配置文件和软件代码在SOPCBuilder中添加需要的功能模块（NiosII及其标准外设模块），完成后生成一个系统模块。如果需要，用户可以定制指令和外设逻辑。(可参考第8章)在进行SOPC开发

8、之前，首先必须确定系统的需求:如系统需求的性能、CPU软核类型（硬件乘法器？）外围器件和数量、需要的带宽和吞吐量、需求的接口类型以及DMA通道数量等。SOPC开发流程简图分析系统需求NiosII内核&标准外设定制指令&定制外设逻辑硬件抽象层(HAL)&外设驱动程序用户C/C++应用程序代码和定制的库自定