sopc系统设计实例

Sopc系统设计实例用SOPC系统在DE2平台上实现一个计数器。先在DE2平台上建立SOPC系统的硬件，这个系统包括一个NIos II/s嵌入式处理器、存储器、一个JTAG UART及一个定时器，一个ID模块。另外，我们将加入一个自定义组件，实现对DE2平台上七段数码管的控制。 SOPC（System on a Programmable Chip）系统设计是一种在可编程芯片上构建完整嵌入式系统的技术。在本实例中，我们将在DE2开发板上实现一个SOPC系统，该系统包括一个NIos II/s嵌入式处理器、存储器、JTAG UART通信接口、定时器以及一个ID模块，并通过自定义组件来控制DE2平台上的七段数码管显示。我们需要了解SOPC设计的基本流程。SOPC设计通常包括以下几个步骤： 1. **建立工程**：这是设计的第一步，创建一个项目工程，为后续的设计工作提供框架。 2. **建立顶层设计文件**：顶层设计文件是整个系统的顶层模块，它将包含所有的子模块和系统间的连接。 3.使用**SOPC Builder**工具：这是Altera提供的集成环境，用于构建嵌入式处理器系统，它可以连接各种硬件组件，如处理器、内存、外设等。 4. **添加Nios II处理器**：Nios II是一个可定制的RISC处理器，用于执行程序和控制硬件设备。 5. **添加片上存储器**：存储器是系统中必不可少的部分，用于存储程序代码和数据。 6. **添加JTAG UART**：JTAG UART是一个调试和通信接口，通过JTAG线缆与外部计算机进行交互。 7. **添加定时器**：定时器用于实现特定时间间隔的操作，如中断服务或计时功能。 8. **添加自定义组件**：在这个例子中，我们需要创建一个七段数码管控制器，以便控制DE2板上的物理显示。 9. **自动设置基地址**：为每个组件分配唯一的地址空间，使得处理器可以正确地访问它们。 10. **加入System ID模块**：System ID模块提供了一个唯一标识符，用于识别和验证系统。 11. **生成系统**：完成所有配置后，SOPC Builder会生成相应的硬件描述语言（HDL）代码和配置文件。 12. **例化Nios II处理器**：在顶层设计文件中实例化处理器，确保其与其他组件的连接。 13. **导入引脚分配**：将硬件资源映射到DE2板的实际引脚上，确保硬件连接正确。 14. **编译并下载设计**：使用Quartus II工具进行综合、适配、布局布线等步骤，生成可烧录的比特流文件，并将其下载到FPGA中。在实现过程中，对于七段数码管控制器的自定义组件设计，可能需要编写硬件描述语言（如VHDL或Verilog）代码，定义控制逻辑以驱动数码管的各个段。这涉及到数字逻辑电路设计，包括编码器、译码器和驱动电路。同时，还需要编写软件驱动程序，使得NIos II处理器能与七段数码管控制器进行通信，实现计数器的数值显示。在实际应用中，计数器的功能可以通过软件编程实现，例如，编写一段C代码在Nios II处理器上运行，利用中断机制或者定时器事件来更新数码管的显示。软件部分可能包括初始化寄存器、设置计数器的增减模式、设定计数范围以及处理中断服务等。 SOPC系统设计实例是一个综合性的项目，涵盖了硬件设计、软件编程、系统集成等多个方面。通过这个实例，我们可以深入理解如何在FPGA平台上构建一个完整的嵌入式系统，并掌握相关的工具和技术。