勇敢的芯伴你玩轉(zhuǎn)nios第1章基于ii處理器嵌入式系統(tǒng)

片上系統(tǒng)（SOPC）理器\微控制器內(nèi)核模塊、數(shù)字信號(hào)處理器模塊、器或器控制模塊、與外部通信的ADC\DAC的模擬前端模塊、電源及功耗管理模塊，它是一個(gè)具備1.1所示，一個(gè)相對(duì)復(fù)雜的系統(tǒng)采用傳統(tǒng)理，還需要一個(gè)DSPs做復(fù)雜的算法實(shí)現(xiàn)，F(xiàn)LASH和SDRAM分別作為程序和數(shù)據(jù)緩存，此外還會(huì)有一些的外設(shè)模塊，這些器件都放置在一塊或者數(shù)塊PCB板上。這樣一個(gè)系1.1DSPFLASHSDRAM都1.2FPGASOPC，一切輕松搞定，外設(shè)？想加什么就加什么，那句SOPC需要一個(gè)強(qiáng)大的系統(tǒng)開發(fā)工具。AlFPGAQuartusIIQsysble‐chip傳統(tǒng)的手動(dòng)集成方式要方便得多。Qsys中可以添加各種AlFPGA器件可以使用的硬核或軟核處理器、常用外設(shè)以及用戶自定義的定制外設(shè)，非常靈活方便。Qsys使用起來就如何NIOSIINIOSII以外的軟核處理器的用戶只要通過傻瓜的圖形界面接口（GUI）就可以自動(dòng)生成各個(gè)組件的互聯(lián)邏輯。Qsys產(chǎn)生HDLHDL文件則例化好系統(tǒng)的所有組件。Qsys既能夠生成Verilog也能夠生成VHDL代碼。CircuitBoard）板上，單論可能只是一片F(xiàn)PGA、一片作為協(xié)處理器（Co‐Processor）的CPU、兩片DDR2的SDRAM器分別掛在FPGA和協(xié)處理器上、還有一個(gè)叫做總線橋（BusBridge）的接口（它也許只是簡(jiǎn)單的連線而已，也許是一塊協(xié)議。這個(gè)系統(tǒng)中，看似簡(jiǎn)單，好像沒啥花頭。其實(shí)不然，F(xiàn)PGA里有大文章可做。南橋和北橋吧（CPU和內(nèi)存什么的居然還隔著條河！？）。CPU很好很強(qiáng)大，可以處理海量數(shù)據(jù)，但是再強(qiáng)大也沒法發(fā)出聲音、顯示圖像啊，術(shù)業(yè)有專攻嘛，CPU就是干數(shù)據(jù)運(yùn)算和控制的活，別的基本不管。因此，CPU需要通過橋和設(shè)備進(jìn)行信息交互，把需要進(jìn)行處理那么恐怕咱們的CPU要比得上巴掌大才夠在肚子容下那么多“腳”了。這么看，這個(gè)我們所說的CPU就處于這樣的位置。好，這里不再深入了，總線其實(shí)就是CPU的一組FPGA外面掛了個(gè)“總線橋”，用于這個(gè)系統(tǒng)字是不是很炫啊，對(duì)，Avalon總線，以后當(dāng)你越是使用它也就會(huì)越多的發(fā)現(xiàn)它的強(qiáng)大。上面NIOSIIAvalonNIOSIIFPGA內(nèi)（如圖中的PIO）甚至FPGA外定制的外設(shè)（如圖中與DDR2MemoryController連接的Avalon，但是請(qǐng)記住，AvalonSystemInterconnectFabric的一種形式而已，想了解其它的形式就得讀者您自己翻datasheet去了。FPGAFPGA系統(tǒng)內(nèi)和常見的嵌入式系統(tǒng)的架繼續(xù)說，圖1.3中的系統(tǒng)里最的東西恐怕就是那個(gè)叫做FPGA的家伙。用FPGA搭SOPC的最大優(yōu)勢(shì)，用三個(gè)字最貼切——“靈活性”。沒有錯(cuò)51單片機(jī)系統(tǒng)常常是一個(gè)MCU旁邊掛了一大堆什么74xxx的，而當(dāng)16位、32位CPU在嵌入式系統(tǒng)行業(yè)甚至?xí)杏X引腳數(shù)量受限大大影響了系統(tǒng)的性能和擴(kuò)展升級(jí)。因此，基于FPGA的SOPC被推上1.11.2已經(jīng)完全闡FPGASOPC與以往系統(tǒng)的不同，基本上FPGA可以集成大多數(shù)常用的外設(shè)，無論從BOM成本還是電路板面積上都有很大的優(yōu)勢(shì)。NIOSII 處理器——世界上最通用的嵌入式處理器迅速構(gòu)建最合適的處理器系選擇最適合您應(yīng)用的CPU、外設(shè)和接現(xiàn) II處理器以極大的靈活性滿足了您的需求。NIOSII是世界上最通用的嵌入式處理器這句話。所謂通用，就是有很強(qiáng)的兼容性，在不同的項(xiàng)目不同的應(yīng)用中都具有一定的適用性。SOPC本來就是為“通用”而生，NIOSII一個(gè)不穩(wěn)定因素。因此，百萬門甚至千萬門FPGA的出現(xiàn)，足夠讓用戶架構(gòu)一個(gè)很強(qiáng)大的CPU系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)的靈活性、通用性也會(huì)異乎尋常的讓人為之振奮。在Al 中，NIOSII是當(dāng)之無愧的主角。不可否認(rèn)，NIOSII的優(yōu)勢(shì)在于它所依托的FPGA上架構(gòu)起來的SOPC系統(tǒng)。NIOSIIFPGANIOSII1.4所示。QsysQuartusII中集成的一個(gè)工具，在QsysNIOSIIQuartusIIEDS開發(fā)工具開發(fā)則包括C源碼創(chuàng)建、編寫、編譯和最終的調(diào)試運(yùn)行（前提是FPGA生成的配置文件已

QuartusQuartus1.4SOPCQsyssystem.h中定義系統(tǒng)各個(gè)HAL提供的所有可用函數(shù)的用法就可其實(shí)完全可以拋開圖1.4，按照筆者的理解。對(duì)于通常相對(duì)簡(jiǎn)單的NIOSII處理器開發(fā)項(xiàng)目1.5基