FPGA软核定制教程：使用QuartusII创建自定义SoC与C语言Demo

本文档详细介绍了如何基于FPGA软核，特别是NIOS-II，定制自己的System-on-Chip (SoC)。作者Aric Wang通过一步步的指导，使用Quartus II 12.0开发环境和相关的软件工具，如Nios II 12.0 Software Build Tools for Eclipse，来实现这一过程。首先，用户需要创建一个新的Quartus II项目，选择与目标开发板兼容的FPGA芯片，并完成项目初始化。 定制过程中，关键步骤包括使用SOPBuilder工具来构建自定义的软核处理器。用户需要配置NiosProcessor，设置ResetVector和ExceptionVector，这两个内存地址用于处理器启动和处理异常情况。由于这些设置依赖于片内RAM，因此需要先在Memories and Memory Controllers部分添加足够的存储空间，这里选择了1024 bytes的RAM。 System ID是一个系统标识符，用于验证程序的完整性和一致性，确保在下载或重启后正确运行。在左侧菜单的Peripherals -> Debug and performance > System ID Peripheral 中创建和配置System ID。 接下来，用户将编写一个C语言的流水灯测试程序，作为软核CPU的演示，这个程序将被编译并在自定义的SoC上运行。通过这个实践，读者可以了解如何在FPGA上实现自己的定制CPU，以及如何将其与操作系统级的功能，如Linux和RTOS（如UCOS-II）集成。 值得注意的是，尽管文中提到Nios-II的性能可以与ARM7或ARM9相当，但实际性能取决于具体的设计和FPGA硬件。本文提供的步骤不仅适用于学习者理解SoC设计的基本流程，也适合有一定经验的工程师作为参考，以便进一步优化和扩展他们的定制设计。 这篇文档提供了一个完整的教程，涵盖了从创建新工程、配置软核到编写测试代码的全过程，帮助读者深入了解FPGA软核SoC的开发实践，是入门者和进阶开发者宝贵的学习资料。