SOPC系统设计基础：Nios CPU与Avalon总线解析

"《SOPC系统设计入门教程》是一本由西北工业大学大学生创新中心编写的内部培训教材，由邵舒渊和卢选民编著，出版于2004年5月，作为全国大学生电子设计竞赛“ALTERA杯”EDA/SOPC专项设计竞赛的培训教材。该书详细介绍了SOPC（System On a Programmable Chip）系统设计的基础知识，包括SOPC的概念、设计流程、开发环境和系统构架，特别关注了Nios CPU和Avalon总线的细节，以及系统硬件和软件的开发过程。" SOPC系统设计入门教程首先阐述了SOPC的基本概念，它是将整个系统集成在单个可编程芯片上的技术，实现了硬件的高度集成和灵活性。接着，教程详细讲解了SOPC系统设计的流程，包括SOPC Builder的设计流程，它分为多个设计阶段，从需求分析到系统配置，再到最终的FPGA配置。此外，教程还介绍了SOPC系统的开发环境，为读者提供了一套完整的开发工具链。 在系统构架部分，教程深入剖析了Nios CPU，这是ALTERA公司的一种软核处理器，拥有指令总线主端口和数据总线主端口，用于与外部设备通信。Nios还配备了缓冲存储器、移位单元、乘法功能、中断支持和片上调试模块，为开发者提供了丰富的功能。Avalon总线作为Nios和其他IP模块之间的通信桥梁，其基本概念、传输方式、三态接口和地址对齐原则也在教程中得到了详细解释。 教程进一步探讨了常见的外设IP模块，如UART、PIO、定时器和DMA控制器，这些是构建SOPC系统不可或缺的组件，能够实现与外界的串行通信、并行输入输出、定时操作和高效数据传输。 硬件开发部分，教程详细介绍了从创建Quartus II工程、配置Nios系统模块、设定基地址、编译设计到编程FPGA的全过程，让读者能够掌握实际操作步骤。软件开发方面，讲解了软件开发流程、开发环境、文件系统，以及使用GNU Pro工具、Nios OCI调试模块等进行程序开发和调试的方法。 教程还特别强调了Nios SDK，包括inc、lib和src目录下的文件结构，为读者提供了开发嵌入式软件的实用资源。通过学习这本书，读者将能够全面理解SOPC系统的设计原理和实践技巧，为进行实际的FPGA项目开发打下坚实基础。