教学资源 – 图书教辅

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语种 : 简体中文

页数 : 259

开本 : 16开

原书名 : 无

原出版社: 无

属性分类: 教材

包含CD : 无

绝版 : 无

图书简介

SOPC是21世纪伊始提出的新技术。它融可编程逻辑器件、EDA、SOC、嵌入式系统、DSP、IP等新技术、新概念为一体，集先进性、高效率性和经济性为一身。本书着重SOPC技术理论概念和实际应用，主要介绍了SOPC技术概述、Quartus II软件的使用方法、基于FPGA的DSP开发技术、Nios II嵌入式系统开发、Nios II的常用组件与编程和SOPC技术的应用。

本书特点：
　　●本书内容丰富，面向实际，易学易教，对于SOPC的重要原理及应用，均辅以精选范例，以增进读者学习成效。
　　●本书理论联系实际，每个范例均通过硬件实验验证，以提高读者在SOPC技术方面的应用能力。
　　●本书每章后都配有思考题与习题，以巩固读者理论基础。

图书特色

无

图书前言

随着微电子技术和计算机技术的发展，可编程逻辑器件、EDA技术、嵌入式系统、SOC、SOPC、IP核等新概念和新技术层出不穷，新技术的应用迅速渗透到电子、通信、信息、机械制造、仪器仪表、航空航天、家用电器等领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高。
　　微电子技术（即大规模集成电路加工技术）的发展是现代电子技术发展的基础。目前，在硅片单位面积上集成的晶体管数量越来越多，原来需要成千上万只电子元器件组成的电子设备电路，现在仅用几片或单片超大规模集成电路就可以实现。
　　SOPC（System On a Programmable Chip）称为可编程片上系统，它基于可编程逻辑器件（FPGA或CPLD）可重构的片上系统（SOC）。SOPC集成了硬核或软核CPU、DSP、锁相环（PLL）、存储器、I/O接口及可编程逻辑，可以灵活高效地解决SOC方案，而且设计周期短，设计成本低。目前，SOPC技术已成为备受众多中小企业、研究所和大专院校青睐的设计技术。
　　本书分为6章。第1章SOPC技术概述，介绍SOPC技术的基本概念，包括SOC、SOPC、嵌入式微处理器、IP核等；介绍SOPC的设计流程；介绍支持SOPC的可编程逻辑器件、EDA软件工具和硬件描述语言。
　　第2章介绍Altera公司的QuartusⅡ（5.0版本）软件的使用方法，作为SOPC设计的基础。通过本章的学习，读者可初步用QuartusⅡ软件的原理图输入法和HDL文本输入法，设计数字电路和系统，掌握用实验开发系统或开发板对设计电路进行硬件验证的方法。
　　第3章介绍Matlab/DSP Builder的DSP硬件模块设计、Matlab模型仿真、SignalCompiler使用方法、使用Modelsim进行RTL级仿真、使用QuartusⅡ实现DSP的时序仿真和DSP设计的硬件实现与测试方法。通过本章的学习，读者可初步掌握基于FPGA的DSP开发技术。
　　第4章介绍使用Altera公司的QuartusⅡ软件进行NiosⅡ嵌入式系统设计的方法。通过本章的学习，读者可初步掌握用QuartusⅡ软件的SOPC Builder生成的NiosⅡ（即CPU）核及其与之配套的内部和外部设备的方法，掌握NiosⅡ嵌入式系统的调试方法，基本了解Nios Ⅱ嵌入式系统组件的编程方法。
　　第5章介绍NiosⅡ的常用组件与编程，通过本章的学习，读者可以进一步了解NiosⅡ常用组件的结构及编程方法，为SOPC的实际应用与编程打下基础。
　　第6章介绍SOPC的应用，介绍QuartusⅡ系统的SOPC设计实例。
　　另外，附录A介绍了Altera DE2开发板结构与使用方法，附录B介绍了伟福EDA6000实验开发系统的结构与使用方法，附录C介绍了NiosⅡ系统的SDK调试方式，指导读者完成SOPC设计的硬件验证操作过程。每章还附有思考题与习题。
　　本书由桂林电子科技大学的江国强编著，倪坤和陈石平参加了第5章及第6章部分内容的编写，Altera公司中国项目经理徐平波先生、南京伟福公司的陈小宇总经理为本书的编写提供了全面的技术支持。对于书中的错误和不足之处，恳请读者指正。

　　编著者　　
　　2006年8月

封底文字

SOPC是21世纪伊始提出的新技术。它融可编程逻辑器件、EDA、SOC、嵌入式系统、DSP、IP等新技术、新概念为一体，集先进性、高效率性和经济性为一身。本书着重SOPC技术理论概念和实际应用，主要介绍了SOPC技术概述、Quartus II软件的使用方法、基于FPGA的DSP开发技术、Nios II嵌入式系统开发、Nios II的常用组件与编程和SOPC技术的应用。本书特点： ●本书内容丰富，面向实际，易学易教，对于SOPC的重要原理及应用，均辅以精选范例，以增进读者学习成效。 ●本书理论联系实际，每个范例均通过硬件实验验证，以提高读者在SOPC技术方面的应用能力。 ●本书每章后都配有思考题与习题，以巩固读者理论基础。

图书目录

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MAXⅡ器件 5
1.3.2　Cyclone和CycloneⅡ器件 6
1.3.3　Stratix和StratixⅡ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　QuartusⅡ 8
1.4.2　SOPC Builder 9
1.4.3　NiosⅡ SDK Shell与NiosⅡ 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　QuartusⅡ软件操作基础 12
2.1　QuartusⅡ软件的安装 12
2.2　QuartusⅡ软件的主界面 15
2.3　QuartusⅡ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　QuartusⅡ的文本编辑输入法 30
2.5　MAX+PLUSⅡ设计项目的转换 32
2.6　QuartusⅡ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　QuartusⅡ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QuartusⅡ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　NiosⅡ嵌入式系统开发 81
4.1　NiosⅡ的硬件开发 81
4.1.1　新建SOPC设计项目 82
4.1.2　加入NiosⅡ系统的组件 83
4.1.3　调整SDRAM地址 91
4.2　生成NiosⅡ硬件系统 92
4.2.1　编辑NiosⅡ顶层文件 93
4.2.2　引脚锁定 100
4.3　NiosⅡ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　NiosⅡ系统的修改与更新 116
4.4.1　NiosⅡ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NiosⅡ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　NiosⅡ的库函数 128
思考题与习题 135
第5章　NiosⅡ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
5.1.3　七段数码管 139
5.1.4　电平开关SW 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　VGA监视器组件 161
5.7.1　VGA监视器原理 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　俄罗斯方块控制程序 186
6.2.1　设计原理 186
6.2.2　应用程序 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　NiosⅡ系统的SDK调试方式 243
参考文献 259