第二章SOPC开发流程及QuartusII的使用课件.pptx

第二章 SOPC开发流程及Quartus II的使用2.1 SOPC开发流程和开发工具2.2 Quartus II操作基础2.3 SOPC硬件开发实例2.4 创建Nios II 系统模块2.5 设计优化2.6 编译2.7 编程下载SOPC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：主要基于Quartus II和 SOPC Builder。 软件设计：基于Nios II IDE。SOPC开发流程设置软件运行硬件环境属性：设置好软件运行的硬件环境属性后，便可进行编译、链接和调试、运行程序。 编译软件：对用户程序进行编译，生成可执行文件*.elf。 ISS运行/调试 ：接下来在IDE的指令集仿真器(ISS)上仿真软件和运行/调试软件。 在目标板上下载可执行软件到Nios II系统：将可执行文件.elf下载到RAM。在目标板上运行/调试软件 ：在目标板上反复调试软件。 使用IDE编程工具 烧写配置文件和软件代码 ：最后利用IDE的编程工具将配置文件烧写到FPGA的配置芯片或Flash，将可执行文件*.elf编程到Flash中。 编译硬件系统生成配置文件sof ：编译系统生成硬件系统的配置文件*.sof和*.pof。编译系统是一个非常复杂的过程，包括优化逻辑的组合、综合逻辑、适配FPGA、布线以及时序分析等步骤。 下载配置文件到FPGA器件：将配置文件.sof下载到FPGA.选择FPGA型号并进行管脚分配 ：为系统功能原理图选择芯片载体并为各个输入输出信号分配芯片的管脚； 进行编译选项设置：设置编译选项，从而让编译器按照用户设定来进行编译； 集成SOPC生成的系统到Quartus II工程 :在顶层模块中，分别将SOPC Builder生成的系统模块、LPM功能模块以及用户自定义功能模块添加到顶层模块中;连接各功能模块:将各个功能模块用连线连起来组成系统功能原理图。自定义的功能模块:当设计中现有模块不能满足设计要求时，可设计自己的功能模块。并在顶层模块中使用；Altera的LPM模块 :在Quartus II软件中包含了大量的Altera公司提供的LPM功能模块，相当于传统设计中除处理器以外的逻辑芯片(如74系列)； 分析系统需求: 在进行SOPC开发之前，首先必须确定系统的需求，如应用系统需求的计算性能、需要的带宽和吞吐量、需求的接口类型以及是否需求多线程的软件等。建立Quartus II工程:每个开发过程开始时都应建立一个工程，Quartus II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）。定义和生成系统:在SOPC Builder中添加需要的功能模块（Nios II及其标准外设模块），完成后生成一个系统模块。定制指令定制外设逻辑:如果需要，用户可以定制指令和外设逻辑。(可参考第8章)Quartus II操作基础——QuartusⅡ软件的安装Quartus II操作基础——QuartusⅡ软件的用户界面 启动QuartusⅡ软件后默认的界面主要由标题栏、菜单栏、工具栏、资源管理窗口、编译状态显示窗口、信息显示窗口和工程工作区等部分组成。Quartus II操作基础——QuartusⅡ软件的用户界面标题栏中显示当前工程的路径和工程名。Quartus II操作基础——QuartusⅡ软件的用户界面菜单栏主要由文件（File）、编辑（Edit）、视图（View）、工程（Project）、资源分配（Assignments）、操作（Processing）、工具（Tools）、窗口（Window）和帮助（Help）等下拉菜单组成。Quartus II操作基础——QuartusⅡ软件的用户界面工具栏中包含了常用命令的快捷图标。Quartus II操作基础——QuartusⅡ软件的用户界面资源管理窗口用于显示当前工程中所有相关的资源文件。Quartus II操作基础——QuartusⅡ软件的用户界面工程工作区 当QuartusⅡ实现不同的功能时，此区域将打开对应的操作窗口，显示不同的内容，进行不同的操作，如器件设置、定时约束设置、编译报告等均显示在此窗口中。Quartus II操作基础——QuartusⅡ软件的用户界面编译状态显示窗口 此窗口主要显示模块综合、布局布线过程及时间。Quartus II操作基础——QuartusⅡ软件的用户界面信息显示窗口 该窗口主要显示模块综合、布局布线过程中的信息，如编译中出现的警告、错误等，同时给出警告和错误的具体原因。Quartus II操作基础——QuartusⅡ的开发流程按照一般编程逻辑设计的步骤，利用QuartusⅡ软件进行开发可以分为以下四个步骤： （1）输入设计文件； （2）编译设计文件； （3）仿真设计文件； （4）