FPGA黑金开发板：NIOSII初学者教程

"这是一份针对NIOS II处理器的初学者教程，主要讲解如何使用Cyclone系列芯片在FPGA上构建NIOS II软核系统，涵盖了硬件开发、软件开发、程序下载和编程规范等内容。教程由马瑞(AVIC)编写，适用于Quartus II 9.0和NIOS II 9.0 IDE，并提供了详细的步骤指导和实例演示。" 在FPGA设计中，NIOS II是一个广泛应用的嵌入式软核处理器，它允许用户在Cyclone系列芯片上自定义构建处理器系统。本教程首先介绍了硬件开发的过程，包括： 1. **前言**：阐述了学习NIOS II的重要性和基本概念，以及该教程的目的和适用人群。 2. **建立工程**：讲解如何在Quartus II环境下创建一个新的工程，这是所有设计的基础。 3. **构建NIOS II软核**：详细指导如何配置和添加不同的硬件组件，如CPU、SDRAM、Avalon三态桥、CFI模块、SYSTEM ID和JTAG UART。 - **CPU模块**：设置CPU的核心属性和功能。 - **SDRAM模块**：配置存储器接口，确保数据存取的效率。 - **Avalon三态桥**：连接CPU与其他外设，实现数据传输。 - **CFI模块**：控制闪存读写操作。 - **SYSTEM ID**：用于识别系统。 - **JTAG UART**：提供调试接口。 - **配置及编译**：完成硬件配置后，进行编译以生成硬件描述语言（HDL）代码。 - **分配管脚**：将生成的逻辑功能分配到实际的芯片管脚上。 4. **建立锁相环PLL模块**：优化时钟频率和稳定性，确保系统时序正确。 5. **调整FLASH引脚**：根据实际硬件调整闪存接口的信号。 6. **TCL脚本文件**：使用TCL脚本来自动化部分配置过程。 7. **配置工程**：最后一步是综合和优化整个工程，确保所有组件协同工作。 8. **下载程序**：通过JTAG接口将编译后的固件下载到FPGA中。 接下来，教程转向软件开发方面： 1. **回顾**：简述之前硬件开发的内容，为软件开发做准备。 2. **NIOS II IDE简介**：介绍IDE的基本功能和界面，用于编写和调试C/C++程序。 3. **建立软件工程**：创建一个新的应用程序工程，设置编译器和链接器选项。 4. **编译**：使用IDE进行源代码的编译和链接，生成可执行文件。 5. **运行**：在模拟器或实际硬件上运行程序，观察结果。 然后是程序下载的步骤： 1. **简介**：解释程序下载的必要性和方法。 2. **下载配置文件**：配置下载工具，如JTAG适配器，生成下载文件。 3. **下载软件程序**：将编译好的程序通过下载工具加载到FPGA中的NIOS II系统。 最后，教程讨论了编程规范： 1. **参照标准**：建议遵循的编程风格和最佳实践。 2. **格式**：包括缩进、空格、空行等代码格式化规则。 3. **元素及命名规则**：推荐的文件、宏、枚举、类型、函数、变量和注释的命名约定。 4. **项目管理**：关于源代码组织和版本控制的建议。 5. **一些建议**：推荐使用合适的代码编辑器和其他辅助工具，以提高开发效率和代码质量。 本教程适合初次接触NIOS II和FPGA开发的读者，通过详细步骤和实例帮助他们逐步掌握NIOS II系统的设计和编程。