复旦大学NiosII教程：SOPCBuilder开发与Avalon总线解析

"NiosII学习教程 - 复旦大学教材，详细介绍了如何使用SOPCBuilder开发基于NiosII的嵌入式系统，并涵盖了NiosCPU结构、Avalon总线规范等内容。" NiosII是一款由Altera公司推出的可定制的软核CPU，广泛应用于FPGA（Field Programmable Gate Array）中的嵌入式系统设计。本教程以复旦大学的教材为基础，深入浅出地讲解了NiosII的开发和使用。 首先，教程从绪论开始，概述了NiosII的基本概念，包括其在嵌入式系统设计中的角色和作用。它强调了NiosII的灵活性和可配置性，以及在不同FPGA型号上的适用性。本章还提到了教材的内容安排和设计步骤，为后续章节的学习提供了清晰的路径。 第二章详细介绍了SOPCBuilder开发环境的使用。SOPCBuilder是Altera提供的一个工具，用于构建和配置基于NiosII的系统-on-chip（SoC）。通过SOPCBuilder，开发者可以创建QuartusII工程，然后一步步添加和配置NiosII CPU及各种IP核。本章涵盖了创建.bdf文件、设置系统主频、选择CPU和IP模块、指定基地址、配置Nios系统、生成硬件描述语言（HDL）代码、加入符号、配置引脚和基本单元等步骤。最后，讲解了编译和编程过程，包括编译器设置、器件系列选择、引脚分配、设备配置、编程文件类型指定以及对设计的编译和FPGA的配置。 第三章深入剖析了NiosII CPU的结构。NiosII处理器包含指令总线主端口、数据总线主端口、缓冲存储器、移位单元、乘法器、中断支持和片上调试模块。其中，内部寄存器包括通用寄存器、K寄存器、程序计数器和控制寄存器，它们在处理器操作中扮演着关键角色。此外，教程还讨论了处理器的流水线架构，存储器组织以及寻址方式，这些都是理解NiosII性能和功能的关键。 第四章则聚焦于Avalon总线规范，这是Altera为SoC设计提供的一种开放的、标准化的互连协议。Avalon总线支持多种传输模式，包括主端口和从端口接口，有明确的时序和信号定义，允许并发多主端口操作。Avalon从端口传输的特性也在此进行了详述。 通过本教程，读者将能够全面了解NiosII系统的设计和实现，掌握SOPCBuilder的使用，理解NiosII CPU的内部工作机制，以及Avalon总线在系统集成中的应用。这对于想要从事FPGA嵌入式系统开发的工程师来说是一份宝贵的参考资料。