NiosII嵌入式系统设计实验教程

"这是一本高级FPGA教学实验指导书，专注于嵌入式系统设计，主要涉及NiosII处理器的使用。书中详细介绍了NiosII的开发工具SOPCBuilder，设计流程，以及一系列基于NiosII的上机实验，包括LED显示、计数显示、十字路口交通灯控制、LCD滚屏显示、串口通信和简单数字钟等，旨在帮助学生理解和掌握FPGA中的嵌入式系统设计与实现。" 在高级FPGA教学实验中，NiosII处理器扮演着核心角色。NiosII是一个高度可配置的通用RISC（Reduced Instruction Set Computer）嵌入式处理器，由Altera公司推出。这个处理器系列提供了广泛的性能选项，可应用于Altera的各种FPGA产品线，如StratixII、Stratix、CycloneII等，能够实现超过200DMIPS（Dhrystone百万指令每秒）的运算速度。 NiosII处理器的优势在于其灵活性。用户可以根据项目需求定制处理器的特性，选择不同的处理器类型，并从众多的IP核中挑选，构建出满足特定应用需求的嵌入式系统。NiosII系统的核心特性包括： 1. **可配置性**：用户可以自定义处理器内核的特性，如指令集、内存接口、中断控制器等。 2. **高性能**：提供超过200DMIPS的运算能力，适用于高性能嵌入式应用。 3. **广泛支持**：与Altera的FPGA产品紧密集成，易于在硬件中实现。 4. **丰富的IP核库**：包括多种外设和接口，简化了系统设计。 5. **SOPCBuilder工具**：这是一个强大的集成开发环境，用于设计和配置NiosII系统，包括硬件和软件组件。 实验部分详细介绍了NiosII的使用，从基础的开发流程开始，包括硬件开发流程和软件开发流程，然后通过一系列实验让学生实践。实验涵盖了基本的LED显示，进阶的计数器和交通灯控制系统，以及LCD显示和串口通信，这些实验旨在提升学生对NiosII处理器的理解和编程能力，同时锻炼他们在实际项目中的问题解决技巧。 实验一至实验八分别涉及了NiosII的基础操作、计数功能、串行通信和时间管理等方面，每个实验都有明确的目的、说明、要求和报告要求，确保学生在实践中掌握理论知识，同时培养他们的独立思考和报告编写能力。这样的教学方式有助于将理论知识转化为实践技能，为学生未来在FPGA和嵌入式系统领域的深入学习打下坚实基础。