SOPC技术与应用PDF电子书下载

第1章 SOPC技术概述 1

1.1 基本概念 1

1.1.1 SOC 1

1.1.2 SOPC 1

1.1.3　IP核 2

1.1.4　嵌入式系统 2

1.2　SOPC设计流程 3

1.2.1 设计准备 3

1.2.2　设计输入 3

1.2.3 设计编译 4

1.2.4 设计仿真 4

1.2.5 器件编程 5

1.2.6　硬件测试 5

1.3　支持SOPC的可编程逻辑器件 5

1.3.1　MAX和MAX Ⅱ器件 5

1.3.2　Cyclone和Cyclone Ⅱ器件 6

1.3.3　Stratix和Stratix Ⅱ器件 7

1.3.4　HardCopy器件 8

1.4　支持SOPC技术的EDA工具 8

1.4.1 Quartus Ⅱ 8

1.4.2　SOPC Builder 9

1.4.3　Nios Ⅱ SDK Shell与Nios Ⅱ IDE 9

1.4.4　Modelsim 9

1.4.5　Matlab与DSP Builder 10

1.5 支持SOPC的硬件描述语言 10

1.5.1 VHDL 10

1.5.2　Verilog HDL 11

1.5.3 AHDL 11

思考题与习题 11

第2章 Quartus Ⅱ软件操作基础 12

2.1　Quartus Ⅱ软件的安装 12

2.2　Quartus Ⅱ软件的主界面 15

2.3 Quartus Ⅱ的图形编辑输入法 17

2.3.1 图形编辑输入设计文件 18

2.3.2　编译设计文件 22

2.3.3　仿真设计文件 23

2.3.4　编程下载设计文件 25

2.4　Quartus Ⅱ的文本编辑输入法 30

2.5　MAX+PLUS Ⅱ设计项目的转换 32

2.6　Quartus Ⅱ宏功能模块的使用方法 32

2.6.1　设计原理 32

2.6.2　编辑输入顶层设计文件 33

2.6.3　仿真顶层设计文件 41

2.6.4　硬件验证与测试 41

2.6.5　图形文件的转换 42

2.7　嵌入式锁相环宏功能模块的使用方法 44

2.8　设计优化 48

2.8.1　面积与速度的优化 48

2.8.2　时序约束与选项设置 49

2.8.3 Fitter设置 50

2.9　Quartus Ⅱ的RTL阅读器 51

思考题与习题 52

第3章 基于FPGA的DSP开发技术 54

3.1　基于Matlab/DSP Builder的DSP模块设计 54

3.1.1　设计原理 54

3.1.2　建立Matlab设计模型 55

3.1.3　Matlab模型仿真 60

3.1.4　SignalCompiler的使用方法 62

3.1.5　使用Modelsim进行RTL级仿真 67

3.1.6　使用Quartus Ⅱ实现时序仿真 69

3.1.7　硬件实现与测试 69

3.2　DSP Builder的层次设计 71

3.3　DSP Builder设计实例 72

3.3.1 基于DSP Builder的16阶FIR滤波器设计 72

3.3.2　基于DSP Builder的数字调制系统设计 75

思考题与习题 80

第4章　Nios Ⅱ嵌入式系统开发 81

4.1　Nios Ⅱ的硬件开发 81

4.1.1　新建SOPC设计项目 82

4.1.2　加入Nios Ⅱ系统的组件 83

4.1.3　调整SDRAM地址 91

4.2 生成Nios Ⅱ硬件系统 92

4.2.1　编辑Nios Ⅱ顶层文件 93

4.2.2 引脚锁定 100

4.3　Nios Ⅱ系统的调试 111

4.3.1 新建软件工程 112

4.3.2　编译工程 114

4.3.3　调试工程 115

4.3.4　运行工程 115

4.4　Nios Ⅱ系统的修改与更新 116

4.4.1　Nios Ⅱ系统的修改 116

4.4.2　修改顶层设计文件 117

4.4.3　修改引脚锁定文件 118

4.4.4　重新编译SOPC_DE2系统 119

4.5 用户自定义Nios Ⅱ系统的外部设备 119

4.5.1 自定制的Avalon总线器件的设计 119

4.5.2　加入avalon_pwm器件 123

4.6　HAL系统库 124

4.6.1　HAL的构成 124

4.6.2　HAL支持的外围设备 125

4.6.3　使用HAL开发程序 125

4.6.4　Nios Ⅱ的库函数 128

思考题与习题 135

第5章　Nios Ⅱ的常用组件与编程 136

5.1 通用输入输出端口PIO 136

5.1.1　红色发光二极管LEDR 136

5.1.2　绿色发光二极管LEDG 138

5.1.4　电平开关SW 139

5.1.3　七段数码管 139

5.1.5　按钮BUTTON 140

5.2　定时器 143

5.3　液晶显示器LCD 144

5.3.1 LCD的编程的底层开发方式 144

5.3.2　调用标准函数对LCD编程的方式 146

5.3.3　使用标准函数控制I/O设备的方式 147

5.4　异步串口UART 147

5.5　存储器 148

5.5.1　片上存储器 148

5.5.2　片外RAM存储器 148

5.5.3　快闪存储器Flash 150

5.6　声音组件 152

5.6.1　音乐程序的烧录 153

5.6.2　声音文件的编制与运行 154

5.7.1 VGA监视器原理 161

5.7　VGA监视器组件 161

5.7.2　VGA监视器组件的开发 162

5.8　网络控制组件 164

5.9　鼠标（MOUSE）设备 173

思考题与习题 179

第6章 SOPC的应用 180

6.1　PIO控制程序 180

6.2.2　应用程序 186

6.2.1　设计原理 186

6.2　俄罗斯方块控制程序 186

6.3　万年历的设计 190

6.3.1 设计要求 190

6.3.2　应用程序 190

思考题与习题 198

附录A ALTERA DE2开发板使用方法 199

附录B EDA6000实验开发系统 218

附录C Nios Ⅱ系统的SDK调试方式 243

参考文献 259