高级FPGA嵌入式系统设计实验指南：NiosII应用与实战

高级FPGA教学实验指导书——嵌入式系统设计部分详细介绍了在高级FPGA教学实验平台上进行的一系列与NiosII相关的嵌入式系统设计实验。NiosII作为一款用户可配置的通用RISC（Reduced Instruction Set Computer）嵌入式处理器，由Altera公司推出，其设计初衷是增强现有软核处理器的性能，并被广泛集成到诸如StratixII、Stratix、CycloneII等Altera FPGA系列中，为用户提供高达200 DMIPS的处理能力。 课程内容分为两大部分：一是NiosII使用说明，包括对NiosII处理器的介绍和开发流程。NiosII允许用户根据需求定制嵌入式系统的特性和性能，提供了丰富的IP核选择，使得设计者能够构建符合特定应用场景的理想系统。 第二部分是实战实验，涵盖了多个实用场景，旨在培养学生的实际操作技能和项目实施能力。以下是部分实验内容概述： 1. **实验一：NiosII开发流程实例 - LED显示** 目的：通过实践学习NiosII的开发流程，从LED显示开始，学生将理解并掌握基本的硬件和软件开发步骤。 2. **实验二：计数显示模板实例** 实验涉及计数器的使用，目的是让学生熟悉NiosII的编程接口，实现简单的计数器功能，并在实验报告中展示其工作原理和结果。 3. **实验三：计数器实验** 进一步深化对计数器的理解，可能涉及到不同类型的计数器设计和应用。 4. **实验四：十 字路口交通灯控制** 这个实验涉及实时控制系统，训练学生将理论知识应用于实际交通信号控制，锻炼逻辑思维和系统集成能力。 5. **实验五：LCD滚屏显示** 学生将学习如何利用NiosII控制LCD显示器，实现滚动显示，提升图形用户界面的设计技能。 6. **实验六：串口通信** 实验涉及硬件和软件协同工作，使学生掌握通过串口进行数据传输的基本原理和编程技巧。 7. **实验七：简单数字钟** 培养学生的时序控制能力，通过实现一个数字钟，了解时间同步和定时任务的处理。 8. **实验八：Flash功能测试** 该实验重点在于验证FPGA内部Flash存储器的功能，包括读写操作和错误检测。 每个实验都有明确的目的、要求和实验报告编写指南，确保学生能够全面理解和掌握NiosII在嵌入式系统设计中的应用，同时也锻炼了他们在实际问题解决和项目管理方面的技能。整个教学过程强调理论与实践相结合，旨在提升学生的创新能力和实际动手能力。