案例2基于sopc的家庭網(wǎng)關(guān)平臺20xx(編輯修改稿)
2025-08-31 16:55 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 家庭網(wǎng)關(guān)的NIOS II微處理器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)采用Quartus II軟件中的SOPC設(shè)計(jì)工具來實(shí)現(xiàn)，其設(shè)計(jì)框圖如圖2所示，虛線框中的為用FPGA實(shí)現(xiàn)的NIOS II微處理器系統(tǒng)。它包括NIOS II核以及各個外設(shè)接口，NIOS II核與外設(shè)接口通過AVALON總線相連接，其中NIOS II核和FLASH以及以太網(wǎng)芯片連接時(shí)還需要加入AVALON三態(tài)總線橋。在對各個模塊進(jìn)行參數(shù)設(shè)置后，SOPC設(shè)計(jì)工具就可以自動為這些外設(shè)接口分配地址和中斷號，如果該外設(shè)有需要。最后在SOPC工具中生成系統(tǒng)即可，這樣就生成了NIOS II微處理器系統(tǒng)。NIOS2核藍(lán)牙電平轉(zhuǎn)換接口SDRAMFlash系統(tǒng)ID液晶顯示接口FPGA液晶顯示屏以太網(wǎng)模塊定時(shí)器串口UARTAVALON總線AVALON三態(tài)總線橋SDRAM接口FLASH接口以太網(wǎng)芯片接口按鍵接口按鍵LED接口LED蜂鳴器接口蜂鳴器EPCS配置芯片接口EPCS配置芯片藍(lán)牙模塊SOPC設(shè)計(jì)框圖 圖2 NIOS II微處理器系統(tǒng)5 FPGA硬件電路圖的Quartus II設(shè)計(jì)完成NIOS II微處理器系統(tǒng)的SOPC設(shè)計(jì)后，SOPC工具生成的文件包括：（1）SOPC ；（2）；（3）Quartus 。如果我們在Quartus II中的頂層實(shí)體文件是硬件描述語言格式，就可以使用在硬件描述語言文件中定義的NIOS II實(shí)體，若是電路圖文件，可以用Quartus II符號模塊文件中的符號。如采用第二種方式，在Quartus II頂層電路圖中可將NIOS II系統(tǒng)模塊添加進(jìn)去，并加入鎖相環(huán)模塊，該模塊主要功能是為NIOS II系統(tǒng)和SDRAM提供穩(wěn)定的時(shí)鐘，再加入NIOS II系統(tǒng)外圍電路，然后連線和加入引腳，最后編譯下載，這樣硬件平臺的開發(fā)完成了。6 軟件平臺的構(gòu)建網(wǎng)關(guān)軟件平臺的構(gòu)建可利用ALTERA公司的NIOS II IDE開發(fā)工具來開發(fā)。一般的嵌入式系統(tǒng)軟件開發(fā)針對每一個特定的微處理器都需要從頭做起，包括啟動代碼的編寫、底層硬件驅(qū)動的實(shí)現(xiàn)、如果需要多任務(wù)環(huán)境的話還要提供操作系統(tǒng)的移植、若要提供網(wǎng)絡(luò)支持的話需要TCP/IP協(xié)議棧的移植，然后才可以進(jìn)行上層應(yīng)用程序的開發(fā)。ALTERA公司為了方便用戶編程和加快應(yīng)用產(chǎn)品開發(fā)速度，在推出其NIOS II微處理核的同時(shí)提供了硬件抽象層（HAL）系統(tǒng)庫，集成到了NIOS II IDE中，所以可
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