基本信息
内容简介
书籍
计算机书籍
《面向SOPC的FPGA设计与应用》从实践应用的角度出发，详细介绍了基于FPGA的SOPC嵌入式系统开发的方法与技巧。全书分为8章。第1～2章介绍SOPC的基础知识和常用开发工具。第3～7章通过5个经典的实例设计，详细介绍SOPC项目开发的技术和技巧，深入讲解开发方案与设计思路，并对设计过程中的重点和难点进行了分析和注释。第8章总结了作者多年的开发经验和常见问题。书中硬件和软件设计分别采用了硬件描述语言和C语言，读者需要具有一定的编程开发基础。
《面向SOPC的FPGA设计与应用》适合高等院校计算机科学与技术、信息安全、电子工程等相关专业的本科高年级学生、研究生学习，也可供从事FPGA设计与开发的科研人员参考。
计算机书籍
《面向SOPC的FPGA设计与应用》从实践应用的角度出发，详细介绍了基于FPGA的SOPC嵌入式系统开发的方法与技巧。全书分为8章。第1～2章介绍SOPC的基础知识和常用开发工具。第3～7章通过5个经典的实例设计，详细介绍SOPC项目开发的技术和技巧，深入讲解开发方案与设计思路，并对设计过程中的重点和难点进行了分析和注释。第8章总结了作者多年的开发经验和常见问题。书中硬件和软件设计分别采用了硬件描述语言和C语言，读者需要具有一定的编程开发基础。
《面向SOPC的FPGA设计与应用》适合高等院校计算机科学与技术、信息安全、电子工程等相关专业的本科高年级学生、研究生学习，也可供从事FPGA设计与开发的科研人员参考。
目录
《面向SOPC的FPGA设计与应用》
前言
第1章 项目开发环境介绍
1.1 软件平台
1.1.1 硬件开发工具Quartus II 8.0
1.1.2 ModelSim 6.0仿真工具
1.1.3 Nios II IDE 8.0软件集成环境
1.2 硬件平台
第2章 SOPC系统设计分析
2.1 SOPC技术简介
2.1.1 SOPC技术的主要特点
2.1.2 SOPC技术的实现方式
2.1.3 SOPC系统的开发流程
2.2 Nios II概述
2.2.1 Nios II嵌入式处理器
2.2.2 Nios II处理器的特性
2.3 基于SOPC的Nios II处理器设计
2.3.1 SOPC Builder的功能
2.3.2 SOPC Builder的组成
2.3.3 SOPC Builder组件
前言
第1章 项目开发环境介绍
1.1 软件平台
1.1.1 硬件开发工具Quartus II 8.0
1.1.2 ModelSim 6.0仿真工具
1.1.3 Nios II IDE 8.0软件集成环境
1.2 硬件平台
第2章 SOPC系统设计分析
2.1 SOPC技术简介
2.1.1 SOPC技术的主要特点
2.1.2 SOPC技术的实现方式
2.1.3 SOPC系统的开发流程
2.2 Nios II概述
2.2.1 Nios II嵌入式处理器
2.2.2 Nios II处理器的特性
2.3 基于SOPC的Nios II处理器设计
2.3.1 SOPC Builder的功能
2.3.2 SOPC Builder的组成
2.3.3 SOPC Builder组件
书摘
第1章项目开发环境介绍
1.1软件平台
1.1.1硬件开发工具Quartus II 8.0
QuartusII是Altera公司的综合性可编程逻辑器件（Programmable Logic Device，PLD）的开发软件，支持原理图、VHDL、Verilog HDL和AHDL（Altera Hardware Description Language）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。QuartusII可以在Windows XP、Linux和UNIX上使用，除了可以使用Tcl脚本完成设计流程外，还提供了完善的用户图形界面设计方式，具有运行速度快、界面统一、功能集中、易学易用等特点。
QuartusII支持Altera的IP核（Intellectual Propertycore），包含了LPM/Mega Function宏功能模块库，使用户可以充分利用成熟的模块，简化了设计的复杂性，加快了设计速度。对第三方EDA工具的良好支持，也使用户可以在设计流程的各个阶段使用熟悉的第三方EDA工具。此外，QuartusII通过与DSPBuilder工具和MATLAB/Simulink系统级设计工具结合，可以方便地实现各种DSP应用系统；支持Altera的片上可编程系统（System Ona Programmable Chip，SOPC）开发，集系统级设计、嵌入式软件开发、可编程逻辑设计于一体，是一种综合性的开发平台。Altera QuartusII作为一种可编程逻辑的设计环境，由于其强大的设计能力和直观易用的接口，越来越受到数字系统设计者的欢迎。
AlteraQuartusII8.0开发软件提供完整的多平台设计环境，能够直接满足特定的设计需要，为SOPC提供全面的设计环境。QuartusII8.0软件含有FPGA和CPLD设计所有阶段的解决方案，图1.1所示为QuartusII8.0的设计流程。
此外，QuartusII软件为设计流程的每个阶段提供QuartusII图形用户界面、EDA工具界面和命令行界面。可以在整个流程中只使用其中的一个界面，也可以在设计流程的不同阶段使用不同界面。
1.1.2Model Sim 6.0仿真工具
Model Sim是由Mentor公司开发的仿真工具，能提供友好的调试环境，是唯一的单内核支持VHDL和Verilog HDL混合仿真的仿真器。它可以将整个程序分步执行，使设计者能直接看到程序下一步要执行的语句，而且在程序执行的任何步骤任何时刻，都可以查看任意变量的当前值，也可以在Dataflow窗口查看某一单元或模块的输入输出的连续变化等，比Quartus自带的仿真器功能强大得多，是进行FPGA/ASIC设计的RTL级和门级电路仿真的首选。
Model Sim采用直接优化的编译技术、Tcl/Tk技术和单一内核仿真技术，编译仿真速度快，编译的代码与平台无关，便于保护IP核。个性化的图形界面和用户接口，为用户加快调试提供强有力的手段。全面支持VHDL和Verilog HDL语言的IEEE标准，支持C/C++功能调用和调试。Model Sim仿真工具提供了很多的调试方法，利用好工具的这些特点可以有效地提高开发效率。Model Sim的主要特点如下：
（1）RTL级和门级优化，本地编译结构，编译仿真速度快，跨平台跨版本仿真；
（2）单内核VHDL和Verilog HDL混合仿真；
（3）源代码模板和助手，项目管理；
（4）集成了性能分析、波形比较、代码覆盖、数据流Chase X、Signal Spy、虚拟对象（Virtual Object）、Memory窗口、Assertion窗口、源码窗口、显示信号值、信号条件断点等众多调试功能；
（5）C和Tcl/Tk接口，C调试；
（6）对System C的直接支持，和HDL任意混合；
（7）支持System Verilog的设计功能；
（8）对系统级描述语言，如System Verilog、System C、PSL等，提供全面支持。
1.1.3NiosIIIDE8.0软件集成环境
NiosIII DE是一个基于EclipseI DE框架的集成开发环境。该工具是为了在NiosII上开发软件工程而定制的，类似单片机的软件开发环境，虽然设置简单，但是功能强大。NiosII集成开发环境（Integrated Development Environment，IDE）是NiosII处理器与用户的接口界面，在NiosIII DE中可以完成所有软件开发任务，包括工程管理、编辑和编译、调试以及闪存器件编程等。下面简单介绍一下NiosIII DE的功能和特点。
1.1软件平台
1.1.1硬件开发工具Quartus II 8.0
QuartusII是Altera公司的综合性可编程逻辑器件（Programmable Logic Device，PLD）的开发软件，支持原理图、VHDL、Verilog HDL和AHDL（Altera Hardware Description Language）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。QuartusII可以在Windows XP、Linux和UNIX上使用，除了可以使用Tcl脚本完成设计流程外，还提供了完善的用户图形界面设计方式，具有运行速度快、界面统一、功能集中、易学易用等特点。
QuartusII支持Altera的IP核（Intellectual Propertycore），包含了LPM/Mega Function宏功能模块库，使用户可以充分利用成熟的模块，简化了设计的复杂性，加快了设计速度。对第三方EDA工具的良好支持，也使用户可以在设计流程的各个阶段使用熟悉的第三方EDA工具。此外，QuartusII通过与DSPBuilder工具和MATLAB/Simulink系统级设计工具结合，可以方便地实现各种DSP应用系统；支持Altera的片上可编程系统（System Ona Programmable Chip，SOPC）开发，集系统级设计、嵌入式软件开发、可编程逻辑设计于一体，是一种综合性的开发平台。Altera QuartusII作为一种可编程逻辑的设计环境，由于其强大的设计能力和直观易用的接口，越来越受到数字系统设计者的欢迎。
AlteraQuartusII8.0开发软件提供完整的多平台设计环境，能够直接满足特定的设计需要，为SOPC提供全面的设计环境。QuartusII8.0软件含有FPGA和CPLD设计所有阶段的解决方案，图1.1所示为QuartusII8.0的设计流程。
此外，QuartusII软件为设计流程的每个阶段提供QuartusII图形用户界面、EDA工具界面和命令行界面。可以在整个流程中只使用其中的一个界面，也可以在设计流程的不同阶段使用不同界面。
1.1.2Model Sim 6.0仿真工具
Model Sim是由Mentor公司开发的仿真工具，能提供友好的调试环境，是唯一的单内核支持VHDL和Verilog HDL混合仿真的仿真器。它可以将整个程序分步执行，使设计者能直接看到程序下一步要执行的语句，而且在程序执行的任何步骤任何时刻，都可以查看任意变量的当前值，也可以在Dataflow窗口查看某一单元或模块的输入输出的连续变化等，比Quartus自带的仿真器功能强大得多，是进行FPGA/ASIC设计的RTL级和门级电路仿真的首选。
Model Sim采用直接优化的编译技术、Tcl/Tk技术和单一内核仿真技术，编译仿真速度快，编译的代码与平台无关，便于保护IP核。个性化的图形界面和用户接口，为用户加快调试提供强有力的手段。全面支持VHDL和Verilog HDL语言的IEEE标准，支持C/C++功能调用和调试。Model Sim仿真工具提供了很多的调试方法，利用好工具的这些特点可以有效地提高开发效率。Model Sim的主要特点如下：
（1）RTL级和门级优化，本地编译结构，编译仿真速度快，跨平台跨版本仿真；
（2）单内核VHDL和Verilog HDL混合仿真；
（3）源代码模板和助手，项目管理；
（4）集成了性能分析、波形比较、代码覆盖、数据流Chase X、Signal Spy、虚拟对象（Virtual Object）、Memory窗口、Assertion窗口、源码窗口、显示信号值、信号条件断点等众多调试功能；
（5）C和Tcl/Tk接口，C调试；
（6）对System C的直接支持，和HDL任意混合；
（7）支持System Verilog的设计功能；
（8）对系统级描述语言，如System Verilog、System C、PSL等，提供全面支持。
1.1.3NiosIIIDE8.0软件集成环境
NiosIII DE是一个基于EclipseI DE框架的集成开发环境。该工具是为了在NiosII上开发软件工程而定制的，类似单片机的软件开发环境，虽然设置简单，但是功能强大。NiosII集成开发环境（Integrated Development Environment，IDE）是NiosII处理器与用户的接口界面，在NiosIII DE中可以完成所有软件开发任务，包括工程管理、编辑和编译、调试以及闪存器件编程等。下面简单介绍一下NiosIII DE的功能和特点。
