复旦NIOS教材：SOPC Builder Quartus II教程与Nios CPU架构详解

复旦NIOS教材《SOPC Builder Quartus II》深入介绍了系统级可编程片上系统(SOPC)设计的理论与实践。该教材主要针对的是基于英特尔Quartus II工具包的开发环境，特别是如何利用SOPC Builder进行高效的设计流程。 第一章绪论首先介绍了SOPC的概念，强调了随着集成电路技术的进步，传统单芯片系统已经不能满足现代电子系统对高速度、低功耗、多功能性等需求，因此SOPC应运而生，它将完整的系统功能集成在单一芯片上，包括处理器、外设和存储器。 教材详细阐述了设计步骤，从创建Quartus II工程开始，指导读者如何配置Nios CPU作为核心处理器，如指定系统主频，加入CPU和IP模块，设定基地址，并通过SOPCBuilder进行系统配置。此外，章节还涉及如何在BDF文件中添加符号、引脚和基本单元，以及进行最终的连接。 在编译和编程部分，作者解释了如何设置编译器参数，选择合适的器件系列和型号，合理分配信号至器件引脚，并确认配置设置。编程阶段则包括配置FPGA，以及在Nios系统上运行软件。 接下来的章节专门讨论了Nios CPU的架构，包括指令和数据总线、缓存存储器、流水线、寄存器、寻址方式以及程序流程控制。这些内容对于理解SOPC中的处理器行为至关重要。 Avalon总线规范是SOPC设计的关键，它详细描述了主端口和从端口接口的协议，以及并发多主端口的注意事项。这有助于开发者设计出兼容性和性能高效的总线交互。 教材以Quartus II作为主要开发工具，深入浅出地展示了如何通过实际操作来构建和优化SOPC系统，确保硬件与软件的协同工作。整体而言，这本书为学习者提供了从SOPC设计基础到高级应用的完整指南，对于希望在嵌入式系统领域深入研究的工程师具有很高的实用价值。