复旦大学Nios教程：SOPCBuilder与Avalon总线详解

"复旦Nios教材是一本详细介绍如何使用Nios CPU进行SOPC（System on a Programmable Chip）系统开发的教材。教材涵盖了从基础理论到实践操作的各个环节，旨在帮助读者理解和掌握基于FPGA的嵌入式系统设计。" 在第一章中，介绍了Nios CPU的基本概念和本书的主要内容。Nios是Altera公司推出的一种软核CPU，适用于可编程逻辑器件（如FPGA）中，用于构建定制化的嵌入式系统。这一章还阐述了设计Nios系统的步骤，并列出了支持Nios CPU的不同FPGA型号，为后续章节提供了背景知识。 第二章主要讲解了SOPCBuilder开发环境的使用方法。首先，创建Quartus II工程是整个设计流程的起点，接着通过SOPCBuilder来构建Nios系统模块。在这一过程中，读者将学习如何创建.bdf文件、配置系统主频、添加CPU和IP模块、指定基地址、配置Nios系统、生成并集成Nios到设计中，以及加入符号和基本单元。此外，还包括了编译设置的创建、器件系列和型号的选择、引脚分配、编程设置的指定等关键步骤，最后是FPGA的编程与软件在Nios系统上的运行。 第三章深入探讨了Nios CPU的结构。Nios处理器具有指令总线主端口、数据总线主端口、缓冲存储器、移位单元、乘法支持、中断支持和Nios片上调试模块等功能。此外，书中详细介绍了Nios的内部寄存器，包括通用寄存器文件、K寄存器、程序计数器和控制寄存器。Nios的流水线设计和存储器组织也被讨论，这些是理解其性能和工作原理的关键。同时，还讲解了Nios的寻址方式和程序流程控制。 第四章则专注于Avalon总线规范，这是Nios系统中的关键通信协议。Avalon总线提供了主端口和从端口之间的数据传输机制，包括其时序、信号定义和并发多主端口传输的注意事项。这一章还详细阐述了Avalon从端口传输的相关信号和功能。 总结来说，复旦Nios教材全面地覆盖了Nios CPU的SOPC系统设计，从环境配置到硬件架构，再到总线规范，为读者提供了扎实的理论基础和实践指导，适合于学习和开发基于FPGA的嵌入式系统的设计人员。