面向SOPC的FPGA设计课件.pptxVIP

面向SOPC的FPGA设计;主要内容;1、概述;1.2 可编程逻辑器件 现在最常用的PLD(Programmable Logic Device)主要是： 1)复杂可编程逻辑器件(CPLD , Complex Programmable Logic Device):至少包含可编程逻辑宏单元、可编程I/O单元和可编程内部连线 2)现场可编程门阵列(FPGA , Field Programmable Gate Array)：包含可编程逻辑块、可编程I/O模块和可编程内部连线。设计人员可以通过配置数据在现场修改器件的逻辑功能，这就是所谓的现场可编程;1.3 硬件描述语言VHDL VHDL的英文全名是VHSIC(Very High Speed Integrated Circuit) Hardware Description Language,于1983年由美国国防部发起创建。 自顶而下的设计流程;2、现场可编程逻辑门阵列;图示为FPGA的基本结构框图，其中LAB部分为逻辑单元，不同公司对这个部分的叫法不同，Altera公司称为LAB，而Xilinx公司则称其为CLB。LAB（逻辑阵列块）包括4个Slice，每个Slice包括两个LE。而LE则包括4输入LUT（查找表）、MUX（多路复用器）和寄存器。;3、Quartus Ⅱ;Quartus Ⅱ是Altera公司的综合性可编程逻辑器件的开发软件，支持原理图、VHDL、Verilog HDL和AHDL等多种设计输入形式，内嵌自有的综合器和仿真器，可以完成从设计输入到硬件配置的完整PLD设计流程。设计流程如下： ;4、SOPC;IP核 IP(Intellectual Property)就是知识产权核或者知识产权模块的意思。著名的美国Dataquest咨询公司将半导体产业的IP定义为用于FPGA/CPLD中的预先设计好的电路功能模块。IP分为软IP、固IP和硬IP 。 软IP是用VHDL等硬件描述语言描述的功能块 固IP是完成了综合的功能块 硬IP是提供设计的最终产品—掩膜; SOPC技术的实现方式: 1）基于FPGA嵌入IP硬核的SOPC系统 2）基于FPGA嵌入IP软核的SOPC系统 3）基于HardCopy技术的SOPC系统 在SOPC设计中，每一个组件都是一个IP核。IP核模块有行为、结构和物理三级不同程度的设计，对应描述功能的不同分为三类，即完成行为描述的软核、完成结构描述的固核和基于物理描述并经过工艺验证的硬核。 ;SOPC系统的开发流程 ; 一个SOPC系统中，Nios Ⅱ CPU和外设等统称为硬件，虽然它是由软件来实现的；而在这个系统上运行的程序称为软件。硬件开发主要是创建Nios Ⅱ系统，作为应用程序运行的平台；软件开发主??是根据系统应用的需求，利用C/C++语言和系统所带的应用程序接口函数编写实现特定功能的程序。这其中用到的主要工具是Altera公司的Quartus Ⅱ与Nios Ⅱ IDE。;