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SOPC系统设计初学指南。

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简介:
邵舒渊等编著的《SOPC系统设计入门教程》
前言
目录
第一章 概述
1.1 SOPC的概念阐述
1.2 SOPC系统设计流程的详细描述
1.2.1 SOPC Builder在系统设计流程中的具体作用
1.2.2 SOPC Builder的设计阶段划分及关键步骤
1.2.3 SOPC系统开发流程的完整流程图说明
1.3 SOPC系统开发环境的介绍与配置方法
1.4 本书所包含系统的配置策略与注意事项
第二章 SOPC系统构架剖析
2.1 系统模块框图的详细呈现,清晰展示各个模块的功能关系。
2.2 Nios CPU的核心功能及架构特点。
2.2.1 Nios CPU指令总线主端口的工作机制。
2.2.2 Nios CPU数据总线主端口的数据传输方式。
2.2.3 缓冲存储器的作用与实现方式。
2.2.4 移位单元的设计原理及其应用。
2.2.5 乘法支持模块的功能和性能指标。
2.2.6 中断支持机制的实现细节。
2.2.7 Nios片上调试模块的应用与使用方法。
2.2.8 开发环境配置及工具介绍。
2.3 Avalon总线的详细介绍和应用场景。

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    本书为SOPC(可编程片上系统)初学者提供了一条清晰的学习路径,涵盖了基础知识、设计理念以及实际项目应用等内容。适合电子工程及相关专业的学生和工程师阅读参考。 《SOPC系统设计入门教程》 前言 目录 第一章 概述 1.1 SOPC的概念 1.2 SOPC系统设计流程 1.2.1 SOPC Builder的设计流程 1.2.2 SOPC Builder的设计阶段 1.2.3 SOPC系统开发流程 1.3 SOPC系统开发环境 1.4 本书中的系统配置 第二章 SOPC系统构架 2. 系统模块框图 2. Nios CPU 2.1 指令总线主端口 2.2 数据总线主端口 2.3 缓冲存储器 2.4 移位单元 2.5 乘法支持 2.6 中断支持 2.7 Nios片上调试模块 2.8 开发环境 2. Avalon总线 2.1 基本概念 2.3 Avalon总线传输 2.4 地址对齐 2.5 Avalon三态接口 2. 外设IP模块 2. UART(通用异步串行接口) 2. 可编程并行输入/输出模块(PIO) 2. 定时器 2. DMA控制器 第三章 系统硬件开发 3.1 硬件开发流程 3.2 创建Quartus II工程 3.3 创建Nios系统模块 3. 开始使用SOPC Builder 3. 系统频率 3. 添加CPU和外设模块 3. 指定基地址 3. 生成系统模块 3. 将符号添加到BDF中 3.4 编译设计(Compilation) 3.5 编程(Programming) 3. 配置FPGA 3. 用户微控制器 3. 在Nios系统上运行软件 3.6 下载设计至Flash 存储器 第四章 系统软件开发 4. 软件开发流程 4. 软件开发环境 4. Nios嵌入式处理器的集成开发环境(IDE) 5. 嵌入式系统编程语言——C和汇编语言 6. 开发工具链及其使用方法 7. 用户外设驱动程序编写 第五章 系统模拟与调试 5.1 软件配置 5.2 模拟设置 5. 存储器初始化 5. UART外设模拟设置 5. SOPC Builder模拟设置 5. 共用系统仿真文件 5.3 ModelSim仿真实例 5.4 模拟结果分析 通过UART外设同GERMS监控程序交互 执行PIO外设操作的C程序 5. 增加/删除波形图信号 6. 片外存储器模拟 使用自动产生的内存模块 定制模块指定 内存模块内容定义 7. 调试方法 用SignalTap II逻辑分析器 SignalProbe的使用 Chip Editor的应用 第六章 系统设计实例 6.1 建立硬件需求 6.2 创建一个基本的Nios设计 6.3 GDB调试 6.4 添加用户外设 6. RTL仿真 7. Flash编程 8. 用户指令和DMA应用 9. MP3播放器系统构建 附录: 1.Nios嵌入式处理器32位指令集 2.APEX 20K200E开发板介绍 3.Cyclone_1C20开发板说明 4.Stratix_1S10开发板概述 5. Stratix_1S40开发板描述 该书内容涵盖了从基础理论到实践操作的各个方面,旨在帮助读者全面掌握SOPC系统设计的相关知识。通过丰富的实例和详细的步骤指导,使初学者能够快速上手并深入理解相关概念和技术细节。书中附有详尽的技术资料及多种不同型号处理器开发板的具体介绍,为学习者提供了宝贵的参考资料与工具支持。此外还特别关注了实际项目中的应用案例分析, 以帮助读者更好地理解和掌握SOPC系统设计的实际操作技巧和方法论。
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    《FPGA及SOPC设计指南》是一本全面介绍现场可编程门阵列(FPGA)和系统级芯片(SOPC)设计理念与实践的技术书籍。书中详细讲解了从硬件描述语言开发到嵌入式系统的集成技术,帮助读者掌握复杂电子系统的设计方法。 基于Altera+DE2板的数字逻辑电路课程EDA实验内容的设计
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    《LabVIEW初学者指南》旨在为刚刚接触LabVIEW编程的新手提供全面而易懂的入门教程。本书涵盖了从基本概念到实际应用的各种知识点,帮助读者快速掌握LabVI EW的核心技能和开发技巧。无论是学生、工程师还是科研人员,《LabVIEW初学者指南》都是理想的入门读物。 《LabVIEW入门详解》 LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench)是由美国国家仪器公司(National Instruments, 简称NI)开发的一种图形化编程语言,在工业、学术及研究实验室中被广泛应用于数据采集与仪器控制等领域。其核心理念是虚拟仪器,通过计算机的硬件和软件实现传统物理仪表的功能,突破了传统设备在灵活性和定制性上的局限。 虚拟仪器的主要优势在于通用性和可扩展性。一方面,它基于标准化的硬件平台运作,不同功能间的差异主要体现在软件层面,从而降低了成本,并且便于升级与维护。另一方面,借助计算机的强大计算能力,虚拟仪器能够执行复杂的运算任务及数据分析工作,为用户提供了创建高度定制化设备的可能性。 LabVIEW作为开发和操作虚拟仪器的重要工具之一采用了图形化的编程语言(G 语言)。相较于传统的文本编程方式,它使用图标和连线来表示程序逻辑关系,使得编程过程更为直观且易于理解。这种特性尤其适合非专业程序员以及科研人员快速上手并利用其功能。 LabVIEW的应用程序主要由三个部分构成:前面板、流程图及图标连接器。其中,前面板是用户与虚拟仪器互动的界面;包含各种控制(如按钮和滑块)和显示元素(例如图表或指示灯),用于操作和监控设备状态。而流程图则展示了应用程序内部逻辑结构及其数据流向,并包含了额外的计算步骤等处理过程。图标连接器定义了LabVIEW程序与其他外部系统之间的输入输出接口。 该软件强调可视化与交互性,使得用户能够快速理解其工作原理并方便地进行调试修改操作。此外, LabVIEW支持跨平台运行,在Windows、UNIX、Linux和Macintosh等多种操作系统中均能良好运作,确保广泛的应用范围及兼容能力。 综上所述,LabVIEW是虚拟仪器技术的关键组成部分,并为用户提供了一种强大的工具来构建与控制复杂的测试系统。它简化了复杂系统的开发流程并提高了工作效率,使科研人员能够专注于实验研究本身而非底层编程细节的处理工作。随着科技的进步和发展趋势,在自动化测试、数据采集和控制系统等领域中LabVIEW的应用范围将会更加广泛,成为现代科学研究中的重要辅助工具之一。
  • SOPC案例分析
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    本书通过多个实例深入剖析了SOPC(可编程片上系统)的设计方法与技术应用,旨在帮助读者掌握其开发流程及优化策略。 在DE2平台上使用SOPC(System on a Programmable Chip)系统设计技术实现一个计数器实例。首先,在该平台建立硬件部分的SOPC系统,包括NIos IIs嵌入式处理器、存储器、JTAG UART通信接口、定时器以及ID模块,并添加一个自定义组件来控制DE2平台上七段数码管显示。 进行此类设计时需要遵循一定的步骤: 1. **创建工程**:这是开始的必要部分,为整个项目提供必要的结构。 2. **编写顶层设计文件**:作为系统整体框架的一部分,它将包含所有的子模块和接口连接信息。 3. 使用SOPC Builder工具:这是一个集成环境,用于构建嵌入式处理器系统,并能够添加各种硬件组件如处理器、内存等。 4. **配置Nios II处理器**:这是可定制的RISC架构,负责执行程序代码及控制外部设备。 5. **设置片上存储器**:这为系统的运行提供了必要的数据和指令存储空间。 6. **集成JTAG UART接口**:它用于调试与通信,通过连接线缆实现PC机上的交互操作。 7. **添加定时器模块**:此功能单元支持时间相关的任务执行如周期性的中断请求或计时服务等。 8. **设计自定义组件**:为了控制DE2板上七段数码管的显示效果,需要开发一个特定控制器来驱动这些硬件设备的工作状态变化。 接下来是配置阶段: 9. 为每个模块分配唯一的基地址空间以确保处理器正确访问各个部分的功能。 10. 引入System ID模块提供系统唯一标识符用于身份验证和识别工作环境的信息需求。 11. 使用SOPC Builder工具生成硬件描述语言(HDL)代码及配置文件,这是实现设计的关键步骤之一。 随后是综合与测试阶段: 12. 在顶层设计中实例化Nios II处理器以确保其与其他组件的正确连接关系。 13. 进行引脚分配操作将系统资源映射到DE2平台的实际物理端口上。 14. 使用Quartus II工具完成设计的编译、适配和布局布线等流程,生成比特流文件并下载至FPGA设备中进行验证。 对于自定义组件的设计部分,可能需要编写硬件描述语言(如VHDL或Verilog)代码来实现七段数码管控制器的功能。这包括编码器、译码器以及驱动电路的逻辑设计工作。同时还需要开发软件程序以使Nios II处理器能够与定制部件进行通信,并控制计数值在显示设备上的呈现。 实际应用中,可以通过编写C语言程序让NIos II处理器实现计数值更新功能,比如通过中断机制或者定时器事件来调整数码管的显示内容。这可能涉及初始化寄存器、设定计数模式及范围等操作步骤。 SOPC系统设计实例是一个集硬件与软件于一体的综合性项目,它帮助我们理解如何在FPGA平台上构建完整的嵌入式解决方案,并掌握相应的工具和技术。
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    《硬件设计初学者指南宝典》是一本专为电子电路新手打造的学习手册,涵盖了从基础理论到实际操作的各项技能,帮助读者轻松入门硬件设计领域。 1. 常用图例…………………………………………………………………………………6 2. 信号连接标识……………………………………………………………………………10 第二章 常用元件之电阻、电容和电感………………………………………………13 1. 电阻及应用…………………………………………………………………………….13 2. 电容及使用…………………………………………………………………………….18 3. 电感及使用…………………………………………………………………………….26 第三章 二极管、三极管和MOS管…………………………………………………30 1. 二极管及使用…………………………………………………………………………30
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    《SOPC嵌入式系统实验指南》由著名工程师周立功编写,是一本针对SOPC技术学习者的实践指导书,内容涵盖理论知识与实验操作。 第4章 SOPC软件编程基础实验 4.1 PIO输出实验1——流水灯控制 4.2 PIO输出实验2——步进电机控制 4.3 PIO输入实验——读取开关信号 4.4 PIO外部中断实验 4.5 定时器实验1——使用系统时钟服务 4.6 定时器实验2——使用时间标记服务 4.7 定时器实验3——看门狗实验 4.8 通过C库函数访问JTAG UART 4.9 通过HAL API函数访问JTAG UART 4.10 通过C库函数访问UART 4.11 通过HAL API函数访问UART 4.12 SPI 操作及逻辑分析仪使用实验 4.13 存储器实验 4.14 System ID实验 第5章 SOPC软件编程高级实验 5.1 字符液晶显示实验 5.2 七段数码管显示实验 5.3 频率计实验 5.4 直流电机直流脉宽调速(PWM)实验 5.5 乐曲播放实验 5.6 实时时钟实验 5.7 温度采集实验 5.8 读/写CAT1025实验 5.9 A/D转换实验 5.10 D/A转换实验 5.11 红外收发通信实验 5.12 16×16点阵LED实验 5.13 简单的嵌入式Web服务器实验 5.14 读/写SD Card实验 5.15 USB实验 5.16 VGA接口实验 5.17 PS/2鼠标接口实验 5.18 PS/2键盘接口实验 第6章 μC/OSII基础实验 6.1 μC/OSII应用程序开发流程实验 6.2 任务管理和时间管理实验 6.3 信号量和互斥量实验 6.4 消息队列和邮箱实验 第7章 SOPC硬件系统高级实验 7.1 定制基于Avalon总线的用户外设实验 7.2 定制Nios II用户指令实验 7.3 创建目标板Flash编程设计实验