SOPC入门：系统设计教程详解

《SOPC系统设计入门教程》是一本详细介绍System-on-a-Programmable Chip (SOPC)系统设计的入门指南。SOPC是一种融合了可编程逻辑器件（PLD）和片上系统（SOC）技术的创新设计方法，它以PLD代替传统的ASIC，提供了更高的灵活性和效率。本书分为多个章节，从SOPC的基本概念、系统架构、硬件和软件开发流程，到具体应用实例和模拟调试，全方位覆盖了SOPC设计的关键环节。 1. **SOPC概览**: - SOPC结合了ASIC和PLD/FPGA的优点，主要特征包括嵌入式处理器内核、小容量高速RAM、丰富的IP Core资源、可编程逻辑以及调试接口等。 - 应用广泛，包括基于FPGA的嵌入IP硬核和软核设计，以及HardCopy技术将SOPC移植到ASIC。 2. **系统设计流程**: - 介绍SOPC Builder的设计流程，分为SOPC Builder设计阶段和系统开发流程，强调使用如Quartus II这样的开发环境。 - 硬件开发流程包括创建工程、添加CPU和外设模块，指定基地址，并通过编译、编程和下载设计到Flash存储器。 3. **系统架构**: - 详细讨论了Nios CPU及其组成部分，如指令总线、数据总线、缓存存储器、移位单元、乘法支持、中断机制以及片上调试模块。 - Avalon总线作为系统内组件间的通信方式，包括基本概念、传输、接口规范和地址对齐。 4. **硬件和软件开发**: - 硬件开发涉及创建工程、配置FPGA和用户微控制器，以及软件开发环境、文件系统、开发工具和自定义硬件属性的配置。 - 软件开发包括使用GNUPro工具、Nios OCI调试模块和SDK Shell，以及实现中断服务程序和用户自定义指令。 5. **模拟与调试**: - 提供了详细的模拟设置指导，如内存初始化、外设模拟和使用ModelSim进行行为级或RTL仿真，以及信号分析和逻辑调试工具的使用。 6. **实例分析**: - 包含实际项目案例，如建立硬件需求、设计基本的Nios系统、GDB调试，以及添加用户外设、应用MP3播放器等，展示SOPC设计的实践应用。 通过阅读这本书，学习者将掌握SOPC系统设计的基础理论、工具和技术，从而能够有效地在嵌入式系统设计中利用SOPC的优势，实现高效、灵活且低成本的产品。