基于NiosⅡ的SOPC系統(tǒng)平臺的開發(fā)與研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代化進程和信息技術(shù)的高速發(fā)展，基于嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用的電子產(chǎn)品已 經(jīng)走進人們的生活，使傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)和服務(wù)方式的技術(shù)含量得到很大的提高。 隨著計算機體系結(jié)構(gòu)理論的完善以及微電子工藝技術(shù)的革新，嵌入式技術(shù)不斷取 得新進展，其研究和應(yīng)用已成為當(dāng)前的熱門技術(shù)。 SOPC是可編程技術(shù)發(fā)展到一定階段的必然產(chǎn)物。它作為SOC和PLD/FPGA 相結(jié)合的一項綜合技術(shù)，集合了兩者的優(yōu)點，適合于兩者的應(yīng)用領(lǐng)域。并由于它 的靈活性，對

2、于目前競爭激烈的IT市場來說，提供了非常好的技術(shù)和廣泛的應(yīng)用 產(chǎn)品領(lǐng)域。 美國Altera公司開發(fā)的基于SOPC技術(shù)的NiosII嵌入式處理器，是一個可變結(jié)構(gòu)的、通用型的RISC嵌入式處理器。嵌入式設(shè)計者能非常方便地使用SOPC Builder系統(tǒng)開發(fā)工具設(shè)計構(gòu)造以處理器為基礎(chǔ)的系統(tǒng)。使用NiosII處理器能與使用者的設(shè)計思想相結(jié)合并使用SOPC Builder編程到FPGA之內(nèi)予以實現(xiàn)。整個NiosII系統(tǒng)的設(shè)計過程充分

3、體現(xiàn)了其可重配置的思想，體現(xiàn)了面向用戶，面向應(yīng)用的SOPC技術(shù)設(shè)計思想。除此之外，應(yīng)用與Nios II相關(guān)的集成開發(fā)平臺和輔助開發(fā)工具，可以加快NiosII系統(tǒng)的設(shè)計與驗證環(huán)節(jié)的開發(fā)速度，對于嵌入式系統(tǒng)的產(chǎn)品開發(fā)和應(yīng)用，具有廣泛的價值和積極的意義。 本設(shè)計采用的Altera公司的Nios II微處理器具有32個32位的通用寄存器，32位指令長度和數(shù)據(jù)總線，并將實時操作系統(tǒng)μC/OS-II集成在其開發(fā)環(huán)境中。本課題將μC/OS-I

4、I操作系統(tǒng)的移植作為實例，以開發(fā)平臺設(shè)計作為載體，詳細(xì)介紹整個設(shè)計的工作與實現(xiàn)過程。 本論文課題完成的具體工作如下： 設(shè)計了具有自主版權(quán)的基于Nios II的SOPC系統(tǒng)平臺。作為一塊系統(tǒng)核心板，只保留了和嵌入式相關(guān)的功能，包括處理器、ROM、RAM、總線接口、各種外設(shè)等，這樣可以滿足嵌入式系統(tǒng)體積和功耗大幅度減小的要求?；谙到y(tǒng)核心板，還可以進行擴展實現(xiàn)多種基于Nios II的應(yīng)用，如網(wǎng)絡(luò)管理、WEB服務(wù)器等。

5、 ·板上設(shè)計了各種外圍接插件、JTAG、LED、數(shù)碼管、按鍵等于用戶交流的部件。構(gòu)成了一塊完整的Nios II評估板。 · 調(diào)試并完善整個開發(fā)系統(tǒng)，歸納和總結(jié)基于Nios II的系統(tǒng)硬件的設(shè)計方法和經(jīng)驗。 ·在平臺上移植μC/OS-II操作系統(tǒng)，從而完成SOPC基本設(shè)計構(gòu)造。 本文完成的設(shè)計成果，可以作為SOPC的實驗開發(fā)平臺，進行操作系統(tǒng)移植、串行通信、自定義邏輯及指令的學(xué)習(xí)等實驗和開發(fā)，對于了解學(xué)