【正文】 最后對游戲進(jìn)行了測試 ,測試結(jié)果驗證了本系統(tǒng)方案設(shè)計的正確性和基于 NiosⅡ 處理器開發(fā)游戲的可行性。 采用 Altera DE270 最新多媒體開發(fā)平臺 ，該平臺 配備了數(shù)量高達(dá) 70,000 個邏輯單元的 Altera Cyclone174。 采用 SOPC 技術(shù)方案和基于 NiosⅡ 處理器開發(fā)游戲 ,嘗試著把 NiosⅡ 軟核處理器系統(tǒng)應(yīng)用到 俄羅斯方塊 游戲中 ,實(shí)現(xiàn) 對游戲的控制功能。這個游戲 有的簡單，有的復(fù)雜，但其根本原理是一樣的：都是對運(yùn)動的方塊進(jìn)行組合，來訓(xùn)練玩家的反應(yīng)能力。 關(guān)鍵詞： SOPC NIOS II VGA 俄羅斯方塊游戲 DE270 II Abstract Russia is an ancient puzzle game new and fun games, games software countless realization of this design is based on the Russian box NIOS II design and implementation of programs using SOPC technology and develop games based on the Nios Ⅱ processor, try with the Nios Ⅱ soft core processor system applied to the Tetris game, to achieve control of the game. SOPC can be programmed onchip system, is a special embedded system, which bines the SOC and the PLD, FPGA respective advantages, they had many characteristics, for example, contains at least one embedded processor core, rich IP Core Resources to choose from, there are enough resources for programmable logic chip, low power, the advantages of microencapsulation to improve the application flexibility. Meanwhile, prices in the development cycle a great advantage. In the structure embedded processorbased Nios Ⅱ Tetris game system, through the soft core of the VGA display and DE270 development board39。 在構(gòu)造基于 NIOS II 嵌入式處理器的俄羅斯方塊游戲系統(tǒng)中， 通過軟核中的 VGA 顯示與 DE270 開發(fā)板 的硬件連接， 成功的在顯示器上進(jìn)行游戲運(yùn)行。論文編碼（原論文分類號） ： TP39 首都師范大學(xué) 本科學(xué)生畢業(yè) 論文 基于 NIOS II 的俄羅斯方塊 設(shè)計與實(shí)現(xiàn) The Design and Implementation of Russian box Based on NIOS II 論文作者 院 系 信息工程學(xué)院 專 業(yè) 計算機(jī)科學(xué)與技術(shù) 學(xué) 號 指導(dǎo)老師 完成日期 2021 年 5 月 10 日 I 提要 俄羅新方塊游戲是 一種古老而又有趣的游戲，游戲軟件不計其數(shù)，本設(shè)計的實(shí)現(xiàn)是 基于 NIOS II 的俄羅斯方塊設(shè)計與實(shí)現(xiàn) ， 采用 SOPC 技術(shù)方案和基于 NIOS II 處理器開發(fā)游戲，嘗試著把 NIOS II 軟核處理器系統(tǒng)應(yīng)用到俄羅斯方塊游戲中，實(shí)現(xiàn)對游戲的控制功能。 NIOS IDE 中 并采用 C 語言設(shè)計了運(yùn)行于該系統(tǒng)上的俄羅斯方塊游戲。s hardware connection, the success of the game running on the display. NIOS IDE and use in the C language designed to run on the system on the Tetris game. DE270 development board through the button input, to achieve the movement of the Russian box, rotate, eliminate fullline, scoring and accelerated functions. Through experiments and test results have proved the correctness of the system design and develop games based on the Nios Ⅱ processor feasibility of developing games for the Nios Ⅱ processor technical basis. Keywords: SOPC NIOS II VGA Tetris Games DE270 III 目錄 第一章 引言 ........................................................... 1 第二章 緒論 ........................................................... 2 研究的目的和意義 ...................................................... 2 研究的基礎(chǔ)、背景和現(xiàn)狀 ................................................ 3 應(yīng)用的相關(guān)技術(shù) ........................................................ 5 SOPC 技術(shù) .......................................................... 5 開發(fā)環(huán)境 .......................................................... 6 硬件描述語言 — — Verilog HDL ....................................... 7 第三章 VGA 顯示的實(shí)現(xiàn) .................................................. 8 VGA 顯示原理 .......................................................... 8 VGA 色彩顯示 ..................................................... 10 VGA 時序分析 ..................................................... 11 VGA 時序?qū)崿F(xiàn) ..................................................... 12 用 VERILOG HDL 描述 VGA ................................................ 12 第四章 俄羅斯方塊硬件設(shè)計 ............................................. 14 系統(tǒng)需求和設(shè)計思路 ................................................... 14 硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu) ......................................................... 14 基于 NIOS II 的硬件開發(fā)設(shè)計 ............................................ 15 Quartus II 軟件設(shè)計 .............................................. 15 SOPC Builder 組件添加 ............................................ 19 第五章 NIOS II 軟件設(shè)計 ............................................... 30 功能描述 ............................................................ 31 功能模塊設(shè)計 ........................................................ 33 游戲執(zhí)行的主要流程 .............................................. 33 游戲方塊功能 .................................................... 35 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計 ........................................................ 36 函數(shù)功能描述 ........................................................ 38 程序?qū)崿F(xiàn) ............................................................ 39 第六章 俄羅斯方塊結(jié)果演示及分析 ........................................ 42 收獲、體驗和致謝 ..................................................... 44 參考文獻(xiàn) ............................................................. 45 第 1 頁 第一章 引言 由莫斯科數(shù)學(xué)家亞歷克西談到游戲軟件，大多數(shù)人都認(rèn)為其神妙莫測，高不可及，而一般游戲軟件也確實(shí)具有很高的技術(shù)難度，隨著開發(fā)工具及軟件開發(fā)方法學(xué)的不斷發(fā)展，動手開發(fā)游戲也不是十分困難的。 本設(shè)計的重點(diǎn)之一是如何實(shí)現(xiàn) VGA 顯示， Altera 公司為廣大設(shè)計者提供了一系列的IP 內(nèi)核設(shè)計，其中包括 VGA 的設(shè)計和 Verilog HDL 語言描述。 II 2C70，并完全承襲了 Altera DE2 多媒體平臺豐富的多 媒體、儲存及網(wǎng)絡(luò)等應(yīng)用接口的優(yōu)點(diǎn)。 第 2 頁 第二章 緒論 研究的目的和意義 基于 Nios II 的嵌入式系統(tǒng)的可應(yīng)用領(lǐng)域很廣，包括網(wǎng)絡(luò)、無線通信、醫(yī)療器械、交通、消費(fèi)電子、工業(yè)控制、軍事和航空航天等。隨著高性能系統(tǒng)對系統(tǒng)復(fù)雜度、處理速度、功耗、功能多樣化的要求，在現(xiàn)代信息處理與通信系統(tǒng)如網(wǎng)絡(luò)、多媒體、移動通信和其它電子系統(tǒng)中迫切需要開發(fā)高性能的片上系統(tǒng)。長期以來， Altera 一直推行嵌入式處理器戰(zhàn)略的原因是，隨著應(yīng)用的 ASIC 開發(fā)日益受到成本的困擾， OEM 日漸轉(zhuǎn)向 FPGA 來構(gòu)建自己的系統(tǒng)。 II 2C70，并完全承襲了 Altera DE2 多媒體平臺豐富的多媒體、儲存及網(wǎng)絡(luò)等應(yīng)用接口的優(yōu)點(diǎn)。本系統(tǒng)方案設(shè)計 為基于 Nios II 處理器的游戲開發(fā)奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。盡管 IC 的速度可以很高、功耗可以很小，但由于 PCB 板中IC 芯片之間的連線延時、 PCB 板可靠性以及重量等因素的限制，整機(jī)系統(tǒng)的性能受到了很大的限制。系統(tǒng)芯片與集成電路的設(shè)計思想是不同的，它是微電子設(shè)計領(lǐng)域的一場革命。最近幾年出現(xiàn)了在 FPGA 片內(nèi)實(shí)現(xiàn)的軟核 CPU。 Nios II若配置在 Cyclone II中，只占用 35美分的邏輯資源，若配置在 Stratix II中，可以實(shí)現(xiàn)超過20ODMIPS的高性能表現(xiàn)。一種是 Nios II/f，快速型；第二種是 Nios II/s，標(biāo)準(zhǔn)型；第三種是 Nios II/e，經(jīng)濟(jì)型。標(biāo)準(zhǔn)版本的性能略低于快速版本，其 175MHz時鐘頻率下的運(yùn)算能力為大約90DMIPS，但只需要 占用 800個邏輯單元。 Nios II處理器能通過 Quartus II開發(fā)軟件中的 SOPC Builder系統(tǒng)開發(fā)工具添加到設(shè)計者的系統(tǒng)中。這也是正常的。 簡要介紹一下國內(nèi)外的幾款 Nios開發(fā)實(shí)例： ①無線閱讀器 把 Nios嵌入低成本 FPGA Cyclone中，有小型化和低功耗兩大特點(diǎn)，執(zhí)行數(shù)據(jù)處理和無線接收的功能。這一應(yīng)用極大的提高了視頻會議和 IP網(wǎng)關(guān)服務(wù)的可靠性。對比 Nios，它的第二代 Nios II處理器更是青出于藍(lán)而勝于藍(lán)。 第 5 頁