NIOS性能
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1 概述 (2)1.1 课题概述 (2)1.2 LCD控制器软核设计 (2)2 相关技术介绍 (3)2.1 LCD显示技术 (3)2.2 SOPC技术 (4)2.2.1基于FPGA嵌入IP硬核的SoPC系统 (4)2.2.2基于FPGA嵌入IP软核的SoPC系统 (4)2.3 SOPC技术的特点 (5)2.4 Nios II处理器 (5)2.5 Avalon总线简介 (7)2.7 Quartus Ⅱ和SoPC Builder简介 (7)2.7.1 Altera Quartus Ⅱ简介 (8)2.7.2 SoPC Builder简介 (9)3 系统实现 (11)3.1 LCD控制器IP核设计 (11)3.1.1设计思路 (11)3.1.2 S3C2410介绍 (12)3.1.3 LCD控制器的软核设计 (12)3.2 LCD控制器组成 (12)3.2.1 LCD控制器的相关参数、变量: (12)3.2.2像素存储与显示屏位置的映射关系: (13)3.2.3 5:6:5显示格式 (14)3.3 FIFO的定制 (16)3.4 LCD时序发生 (18)3.5 LCD控制器的主要寄存器设置 (20)3.6参数化的实现途径: (21)3.7在SOPC Builder中的Nios系统生成 (22)4. 总结 (25)1 概述1.1 课题概述本文所要进行描述的设计是运用VHDL语言和Verilog HDL语言,通过分析LCD 控制器的硬件结构和控制时序,使用SoPC技术,把Nios CPU和LCD控制器放在同一个FPGA中。
并通过对相应变量的参数化,实现有一定通用性的LCD IP 核设计。
目的是解决在利用Quartus Ⅱ进行Nios系统开发时,由于内部没有可用LCD的IP,影响产品开发的问题。
1.2 LCD控制器软核设计所要设计的LCD控制器是要求符合Avalon总线规范的。
FPGA中集合了Nios Ⅱ CPU、DMA和LCD控制器模块,以及三态桥(连接Flash)、SDRAM控制器。
基于Nios Ⅱ的 SOPC 实验教学平台设计陈晓静;吴爱平【摘要】提出了以 EP4CE30F248N FPGA 为核心的 SOPC 实验教学平台设计方案,介绍了平台的硬件组成和软件开发工具,以定时中断为实验案例介绍了 SOPC 实验的具体流程。
该平台由核心板、底板和扩展板组成,可实现的实验项目包括基本模块实验和创新型实验。
其中基本模块实验类似于单片机实验,如定时器、键盘、数码管显示模块等,目的是帮助学生理解 SOPC 系统基本设计方法;创新型实验项目是将 FPGA 并行数据处理和 Nios Ⅱ处理器灵活控制功能相结合的实验,如多通道数据采集、高精度频率计、频谱仪设计等,旨在帮助学生进一步掌握 SOPC系统设计的精髓。
该方案既能实现 SOPC 系统基本模块的实验,又能为电子设计竞赛和实际项目开发提供创新性平台,有助于培养学生的 SOPC 综合设计能力。
【期刊名称】《长江大学学报(自然版)理工卷》【年(卷),期】2016(013)022【总页数】5页(P9-13)【关键词】SOPC;Nios Ⅱ;FPGA;实验教学平台【作者】陈晓静;吴爱平【作者单位】长江大学电子信息学院,湖北荆州434023;长江大学电子信息学院,湖北荆州 434023【正文语种】中文【中图分类】TP368.1SOPC(System On a Programmable Chip)即片上可编程系统,该技术使用FPGA(Field Programmable Gate Array)的逻辑单元以及植入FPGA内部的软核处理器、存储模块和DSP模块,设计出可裁剪、可扩充、可升级的嵌入式处理系统[1]。
该系统不仅具有可编程系统的的灵活性,而且具有高速并行处理数据的能力。
近年来,SOPC技术在数据采集、目标跟踪、电能质量监测等领域得到了广泛的应用[2~4]。
SOPC系统中的处理器通常有硬核和软核2种:硬核是指嵌入在可编程芯片内部的具有固定掩模版图的处理器内核,如ARM内核;软核是指以硬件描述语言文件的形式存在,需经过编译下载,最终固化到可编程芯片内部才可使用的处理器内核,如Altera公司推出的Nios Ⅱ嵌入式软核。
基于NiosⅡ的SOPC系统设计与研究的开题报告一、选题背景及意义SOPC(System-on-a-Programmable-Chip,可编程芯片系统)是一种新的系统设计方法,其核心是将CPU、DSP、FPGA等各种数字电路系统的设计集成到一个单一的可编程处理器芯片中,这种设计方法在数字电路领域中具有非常广泛的应用前景和研究价值。
而在这种系统设计方法中,Nios Ⅱ是基于可编程逻辑设备的嵌入式处理器,具有易于设计与控制、可裁剪性强、资源占用小等优点,广泛应用于SOPC系统的设计与实现之中。
因此,本次选题旨在通过对于Nios Ⅱ的SOPC系统设计与研究进行深入探索,探究其在实际应用中的优势与不足之处,为其进一步的优化和完善提供参考依据。
二、研究方法及流程1、资料收集:在本研究中,需要深入了解Nios Ⅱ处理器的内部结构与工作原理、SOPC系统的设计与构建过程、各种数字电路模块的实现方法等相关资料,并进行整理和分析。
2、系统设计:在收集和分析相关资料的基础上,进行简化的Nios Ⅱ处理器设计和SOPC系统架构设计,并利用Quartus II工具进行系统实现和验证。
3、系统测试:完成系统的实现之后,进行系统测试,包括硬件实验和软件编程测试两个方面。
4、分析评估:分析实验数据,评估Nios Ⅱ的SOPC系统在实际应用中的性能优劣,提出系统的改进和优化方案。
三、预期结果及意义1、在实验设计过程中,通过对Nios Ⅱ的SOPC系统架构设计与实现,可以深刻理解可编程处理器芯片中各种数字电路模块的工作原理与相互联接关系,彻底掌握SOPC系统的设计与构建方法。
2、通过实验测试和数据分析,可以全面评估Nios Ⅱ的SOPC系统在实际应用中的性能优劣,研究其应用前景和推广价值,并针对其不足之处提出系统的改进和优化方案,提高系统的性能水平和可靠性。
3、研究成果可为相关技术研究和应用推广提供科学依据和参考借鉴,促进数字电路领域技术的创新和发展。
Chirp 函数的Nios Ⅱ嵌入式实现摘要:首先分析Chirp 函数在频域上的一般特性,提出利用FPGA 的嵌入式软核NiosⅡ处理器在嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ上实现Chirp 的方法,即通过NiosⅡ处理器根据Chirp 函数在频域上频率的跳变情况实时改变输出DDS(直接数字合成序列)模块的频率步进控制字的办法,控制DDS 模块的频率输出,实现Chirp 函数所要达到的扫频输出性的目的。
通过在NiosⅡIDE 编程环境中的Console 窗口观察,该设计能很好地实现Chirp 函数功能。
关键词:μC/OS-ⅡSoPC;DDs;FPGA;Chirp 函数0 引言SoC(System on(2hip)是20 世纪90 年代提出的概念,它是将多个功能模块集成在一块硅片上,提高芯片的集成度并减少外设芯片的数量和相互之间在PCB 上的连接,同时系统性能和功能都有很大的提高。
随着FPGA 芯片工艺的不断发展,设计人员在FPGA 中嵌入软核处理器成为可能,Altera 和Xilinx 公司相继推出了SoPC(System on a Programmable Chip)的解决方案,它是指在FPGA 内部嵌入包括(;PtJ 在内得各种IP 组成一个完整系统,在单片FPGA 中实现一个完整地系统功能。
与SoC 相比,SoPC 具有更高的灵活性,FPGA 的可编程特性使之可以根据需要任意定制SoC 系统;与ASIC 相比,SoPC 具有设计周期短,设计成本低的优势,同时开发难度也大大降低。
由于电磁波在传输过程中,经过色散介质如不均匀的波导,高空电离层时会发生色散现象,Chirp 函数在射电天文信号的消色散处理中发挥着重要的作用,研究在FPGA 中实现Chirp 函数是基于FPGA 的射电宇宙信号处理的重要组成部分。
l 系统总体设计图1 为基于FPGA 的射电宇宙信号处理框图。
该设计是基于SoPC 技术设计的Chirp 函数信号发生器,该系统把微处理器。