SOPC系统设计实战指南

"《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，适用于全国大学生电子设计竞赛‘ALTERA杯’EDA/SOPC专项设计竞赛的培训。本书主要介绍了SOPC（System on a Programmable Chip，可编程芯片上的系统）的基本概念、设计流程、系统架构以及软硬件开发方法。" 在SOPC系统设计中，关键知识点包括： 1. **SOPC的概念**：SOPC是一种将完整的系统集成到单一可编程逻辑器件中的技术，它结合了CPU、存储器、I/O接口以及其他功能模块，实现了高度集成和定制化的嵌入式系统。 2. **SOPC系统设计流程**：设计流程通常包括使用SOPCBuilder进行系统构建，涉及多个设计阶段，如需求分析、系统配置、模块选择、IP核集成、系统验证等，最后完成硬件编译和编程。 3. **SOPCBuilder**：是ALTERA公司的工具，用于设计和配置SOPC系统。它允许用户选择和集成CPU、外设、存储器控制器等组件，并生成相应的硬件描述语言（HDL）代码。 4. **Nios CPU**：是ALTERA公司的软核CPU，广泛用于SOPC设计中。Nios具有多种特性，如指令总线主端口、数据总线主端口、缓冲存储器、移位单元、乘法支持、中断支持和片上调试模块。 5. **Avalon总线**：是ALTERA的片上系统（SoC）互连架构，提供了模块间通信的标准接口，包括基本概念、传输方式、三态接口和地址对齐规则。 6. **外设IP模块**：常见的包括UART（通用异步串行接口）、PIO（可编程并行输入/输出模块）、定时器和DMA控制器，它们是SOPC系统中实现各种功能的关键组件。 7. **硬件开发流程**：包括创建Quartus II工程、配置SOPCBuilder、设定系统频率、添加CPU和外设、指定基地址、生成系统模块、编译设计、编程FPGA以及将设计下载到Flash存储器。 8. **软件开发流程**：涵盖从软件环境的建立、文件系统的配置，到使用GNUPro工具链、Nios OCI调试模块和Nios SDK Shell进行程序开发和调试的过程。 9. **Nios SDK**：提供了软件开发所需的头文件、库文件和源代码示例，帮助开发者创建、编译和调试针对Nios CPU的应用程序。 通过这本教程，读者可以学习到SOPC设计的基础知识，掌握从系统架构设计到软硬件协同开发的全过程，对于想要进入SOPC领域或参加相关竞赛的学生来说是一份宝贵的参考资料。