使用Quartus II创建Nios II软核处理器

"这篇文档是关于Nios II嵌入式处理器的入门教程，主要介绍了如何在Quartus II环境中创建工程以及构建Nios II软核的步骤。" 在嵌入式系统领域，Nios II是一种广泛应用的软核CPU，由Altera公司（现已被Intel收购）开发。本入门手册主要针对初学者，详细讲解了如何在Quartus II集成开发环境中进行项目创建和Nios II处理器的配置。 一、Quartus II工程的建立 1. 启动Quartus II 9.1软件，通过“File”菜单选择“New Project Wizard”，在弹出的对话框中设置工程路径和实体名称。 2. 接下来选择是否添加已有的设计文件到新工程，并选择合适的器件模型，这将决定你的设计能运行在哪个FPGA系列上。 3. 完成上述步骤后，工程创建完成，接下来创建原理图输入文件，用于设计硬件系统。 二、构建Nios II软核 1. 使用“Tools”菜单中的“SopcBuilder”工具来构建Nios II处理器系统。 2. 在SopcBuilder中，首先为软核命名，确保名称与工程实体名不同，以避免编译错误。 3. 设置时钟源，例如设置为100MHz，这是Nios II处理器的运行时钟频率。 4. 添加Nios II处理器，有Nios II/e、Nios II/s和Nios II/f三种类型，分别对应不同的性能、资源占用和功能需求。 5. 配置处理器类型，如选择Nios II/f，提供最佳的速度和功能。 6. 关闭Data Cache以节省资源，对于初始设置是常见的选择。 7. 设置JTAG Debug Module，允许通过JTAG接口进行调试。 在Nios II的配置过程中，还需要关注其他关键组件，如内存接口（如SDRAM）、中断控制器、外设接口等。这些组件的选择和配置直接影响到系统的功能和性能。例如，SDRAM的设置对系统的存储容量和访问速度至关重要，而中断控制器则管理处理器对外部事件的响应。外设接口如GPIO（通用输入输出）、串口、定时器等则为系统提供与外界交互的能力。 此外，还需要编写软件应用程序，通常使用Altium公司的EDK（Embedded Development Kit）提供的GNURISC工具链，包括交叉编译器、链接器等，将C/C++代码转换为可执行文件，然后通过JTAG或其它方式下载到Nios II处理器中运行。 总结来说，本入门手册详细阐述了Nios II软核的构建流程，从Quartus II工程的初始化到处理器配置，为初学者提供了一个清晰的起点，帮助他们进入嵌入式系统设计的世界。在实际应用中，开发者可以根据项目需求进一步优化配置，如调整时钟频率、选择不同类型的处理器或添加特定的外设，以实现最佳的系统性能和资源利用率。