sopc课件第五章.ppt

概 述 SOPC设计包括以32位Nios II软核处理器为核心的嵌入式系统的硬件配置、硬件设计、硬件仿真、软件设计、软件调试等。 SOPC系统设计的基本工具软件： 1. Quartus II，用于完成Nios II系统的综合、 硬件优化、适配、编程下载和硬件系统测试； 2. SOPC Builder，是Altera Nios II嵌入式处 理器开发软件包，用于实现Nios II系统的配 置、生成； 概 述 3. Modelsim，用于对SOPC生成的Nios II系统 的HDL描述进行系统功能仿真； 4. Matlab/DSP Builder，可生成Nios II系统 的硬件加速器，进而为其定制新的指令； 5. Nios II IDE进行软件开发、调试及运行。 概 述 与传统嵌入式系统设计不同，基于Nios II的SOPC系统开发分为两个过程 ： 1.硬件开发：包括由用户定制系统硬件的构建， 然后由计算机完成硬件系统的生成 ； 2.软件开发：和传统方式比较接近，在构建的硬 件系统之上建立软件设计。 Quartus II编译器是由几个处理器模块构成的，分别负责对设计项目进行检错、逻辑综合、结构综合、适配等。在将设计项目适配到FPGA/CPLD目标器件过程中，将产生多种用途的输出文件，如功能和时序仿真文件、器件编程的目标文件等。编译器首先从工程设计文件间的层次结构描述中提取信息，包括每个层次文件中的错误信息，供设计者排除，然后将这些层次构建产生一个结构化的以网表文件表达的电路原理图文件，并把各层次中所有文件结合成一个数据包，以便更有效地处理。 单击Generate按钮，启动系统生成，如图5-42所示。在这个过程中同时生成了用于Quartus II编译的HDL文件及原理图模块，原理图模块可作为一个元件来调用。 5.5.6 生成NiosII系统 图5-42 启动生成Nios II系统 5.6 集成Nios II系统到Quartus II工程 在上节使用SOPC Builder创建了Nios II系统，Nios II系统的表述已自动地转换为HDL表述和原理图模块，前者可以在HDL顶层文件中直接调用，后者可以在原理图中作为一个元件来调用。 本节将介绍使用原理图编辑输入的方法来完成示例。 在Quartus II主控制窗口，选择主菜单File→New，打开如图5-43所示窗口，在Device Design Files标签中选择Block Diagram/Schematic File，建立BDF文件，打开原理图编辑窗。 5.6.1 创建顶层模块 创建顶层模块就是在Quartus II中新建一个原理图文件，把SOPC Builder生成的名称为std_2c35的SOPC硬件系统作为一个元件模块调入，然后添加到当前的工程中。 图5-43 创建原理图文件 5.6.2 添加Nios II系统模块到Quartus II顶层模块 在BDF编辑窗口中单击鼠标右键，选择Insert→Symbol...，或者双 击鼠标左键，打开Symbol对话框。 在Symbol对话框中单击Project展开工程目录，选择std_2c35，出现 一个大的符号。代表了前面创建的Nios II系统，如图5-44所示。 单击OK，Symbol对话框关闭，std_2c35符号的轮廓被附在鼠标的 指针上。 在模块编辑窗口中的任意空白处单击一下放置符号，std_2c35的符 号在BDF中被实例化了。 选择主菜单File→Save进行保存。 5.6.2 添加Nios II系统模块到Quartus II顶层模块 图5-44 调入已生成的Nios II系统模块 5.6.3 添加引脚和其他基本单元 系统模块添加到编辑窗口后，可以看到模块的外围有很多连接线，需要添加引脚进行连接。如果有其他设计单元，也可以在此添加进去，完成整体原理图设计。添加引脚及其他基本单元可以从Quartus II的Libraries库中添加。 下面步骤为工程添加输入、输出、双向引脚及其他基本单元： （1）如添加输入，可以右键点击BDF编辑窗口，选择Insert→ Symbol...，或者双击鼠标左键，打开Symbol对话框。 （2）在Symbol对话框的Libraries列表中，单击+展开c:/altera/ quartus51/libraries/树型显示目录。 （3）展开primitives文件夹和pin文件夹，选择input组件，