Nios II系统开发设计与应用实例

第一部分芯片器件与开发工具

第1章FPGA/CPLD开发基础

1.1FPGA/CPLD概述

1.1.1FPGA/CPLD与EDA、ASIC技术

1.1.2FPGA/CPLD与SOPC/SOC

1.2FPGA/CPLD硬件体系结构

1.2.1FPGA体系结构

1.2.2CPLD体系结构

1.2.3FPGA和CPLD的比较

1.3FPGA/CPLD的开发流程

1.4FPGA/CPLD的常用开发工具

第2章AlteraFPGA/CPLD的结构

2.1Altera高密度FPGA

2.2Altera低成本FPGA

2.2.1主流低成本FPGACyclone

2.2.2新一代低成本FPGACycloneII

第3章QuartusII的基本应用

3.1QuartusII软件的用户界面

3.2设计输入

3.3综合

3.4布局布线

3.5仿真

3.6编程与配置

第4章QuartusII辅助设计工具的应用

4.1定制元件工具MegaWizardPlug?InManager的使用

4.1.1IP核简介

4.1.2基本宏单元的定制

4.2RTL阅读器

4.2.1JRTL阅读器简介

4.2.2RTL阅读器用户界面

4.2.3原理图的分页和模块层次的切换

4.2.4使用RTL阅读器分析设计中的问题

4.3SignalTapII逻辑分析器

4.4时序收敛平面布局规划器(TimingClosureFloorplan)

4.4.1使用TimingClosureFloorplan分析设计

4.4.2使用TimingClosureFloorplan优化设计

4.5ChipEditor底层编辑器

4.5.1ChipEditor功能简介

4.5.2使用ChipEditor的设计流程

4.5.3ChipEditor视图

4.5.4资源特性编辑器

4.5.5ChipEditor一般应用

4.6时钟管理

4.6.1时序问题

4.6.2锁相环应用

4.7片外高速存储器

4.8时序约束与时序分析

4.9设计优化

第5章ModelSimSE的基本应用

5.1基本仿真

5.1.1仿真基本流程

5.1.2创建工作设计库

5.1.3编译设计源文件

5.1.4装载设计单元到仿真器

5.1.5运行仿真器

5.1.6在源代码中设置断点单步运行

5.2ModelSimSE工程

5.2.1创建新工程

5.2.2编译源文件到工作库和装载设计到仿真器中

5.2.3用文件夹方式组织工程

5.2.4添加仿真器配置文件到工程中

5.3波形分析

第二部分NiosII理论基础

第6章NioII处理器

6.1NiosII处理器系统简介

6.2NiosII处理器体系结构

6.2.1处理器体系结构简介

6.2.2处理器的实现

6.2.3寄存器文件

6.2.4算术逻辑单元

6.2.5异常和中断的控制

6.2.6存储器与I/O组织

6.2.7硬件辅助调试模块

6.3NiosII内核的三种类型

6.3.1NiosII/f核

6.3.2NiosII/s核

6.3.3NiosII/e核

6.4NiosII内核在SOPCBuilder中的实现

6.4.1NiosII核的选择

6.4.2缓存与紧耦合存储器的设置

6.4.3JTAG调试模块级别的选择

6.4.4用户指令接口

第7章Avalon总线规范

7.1概述

7.2术语和概念

7.3Avalon总线传输

7.3.1主端口接口与从端口接口

7.3.2Avalon总线时序

7.3.3Avalon总线信号

7.4Avalon从端口传输

7.4.1从传输的Avalon总线信号

7.4.2Avalon总线上的从端口读传输

7.4.3在Avalon总线上的从端口写传输

7.5Avalon主端口传输

7.5.1主传输的Avalon信号

7.5.2Avalon总线上的基本主端口读传输

7.5.3Avalon总线上的基本主端口写传输

7.6高级Avalon总线传输

7.6.1流传输模式

7.6.2Avalon总线控制信号

7.7片外设备与Avalon总线接口

7.7.1从传输的Avalon三态信号

7.7.2无延迟的Avalon三态从端口读传输

7.7.3Avalon三态从端口写传输

第8章NiosII系统开发设计基础

8.1NiosII系统设计开发流程概述

8.2SOPCBuilder进行硬件开发

8.2.1SOPCBuilder简介

8.2.2SOPCBuilder开发流程

8.2.3用户自定义组件创建与使用

8.3NiosIIIDE软件开发

8.3.1NiosIIIDE简介

8.3.2NiosIIIDE开发流程

8.3.3HAL系统库

8.3.4高级编程

第三部分NiosII实践开发

第9章NiosII系统设计基础开发实例初级篇

9.1Hello_world实验

9.1.1实验目的

9.1.2实验内容

9.1.3实验步骤

9.2LED实验

9.2.1实验目的

9.2.2实验内容

9.2.3实验步骤

9.3基于NiosII的UART串口实验

9.3.1实验目的

9.3.2实验内容

9.3.3实验步骤

9.4PIO实验

9.4.1实验目的

9.4.2实验内容

9.4.3实验步骤

第10章NiosII系统设计综合提高实例中级篇

10.1Flash存储器实验

10.1.1实验目的

10.1.2实验内容

10.1.3实验步骤

10.2SSRAM和SDRAM存储器实验

10.2.1实验目的

10.2.2实验内容

10.2.3实验步骤

10.3DMA实验

10.3.1实验目的

10.3.2实验内容

10.3.3实验原理

10.3.4实验步骤

10.4VGA实验

10.4.1实验目的

10.4.2实验内容

10.4.3实验步骤

10.5NiosII自定义指令实验

10.5.1实验目的

10.5.2实验内容

10.5.3实验原理

10.5.4实验步骤

第11章基于嵌入式操作系统的NiosII系统设计与应用高级篇

11.1HelloμC/OS-II实验

11.1.1实验目的

11.1.2实验内容

11.1.3实验步骤

11.2基于μC/OS-II的TCP/IPSocketServer实验

11.2.1实验目的

11.2.2实验内容

11.2.3实验步骤

11.3μClinux内核与根文件系统的移植及Flash在μClinux下的使用实验

11.3.1实验目的

11.3.2实验内容

11.3.3实验步骤

11.3.4Linux简介

11.4μClinux下应用程序的建立与使用实验

11.4.1实验目的

11.4.2实验内容

11.4.3实验步骤

11.5μClinux下Ethernet通信实验

11.5.1实验目的

11.5.2实验内容

11.5.3实验步骤

11.6μClinux下USB接口实验

11.6.1实验目的

11.6.2实验内容

11.6.3实验步骤

参考文献

　　本书从PFGA理论入手，讲述了开发工具NisoII的基础，最后结合UP-SOPC2000教学试验平台开发了一套完整的实践体系。内容包括FPGA/CPLD开发基础，AlteraFPGA/CPLD的结构，QuartusII的基本应用，QuartusII辅助设计工具的应用，ModelSimSE的基本应用，NiosII处理器，Avalon总线规范，NiosII系统开发设计基础，NiosII系统设计基础开发实例，NiosII系统设计综合提高实例，基于嵌入式操作系统的NiosII系统设计与应用等。　　本书介绍了使用Altera公司SOPCBuilder、NiosIIIDE等软件建立以NiosII处理器为核心的嵌入式系统的方法以及NiosII的高级使用技巧。内容包括FPGA/CPLD开发基础，AlteraFPGA/CPLD的结构，QuartusII的基本应用，QuartusII辅助设计工具的应用，ModelSimSE的基本应用，NiosII处理器，Avalon总线规范，NiosII系统开发设计基础，NiosII系统设计基础开发实例，NiosII系统设计综合提高实例，基于嵌入式操作系统的NiosII系统设计与应用等。　　本书适合高等院校相关专业的本科高年级、研究生以及SOPC技术应用开发人员阅读参考。