SOPC设计基础与实践 - 中国高校教材图书网
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书名： |
SOPC设计基础与实践
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| ISBN： | 7-5606-1653 |
条码： | |
| 作者： |
王建校 危建国
相关图书
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装订： | 平装 |
| 印次： | 1-1 |
开本： | 16开 |
| 定价： |
￥39.00
折扣价：￥37.05
折扣：0.95
节省了1.95元
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字数： |
665千字
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| 出版社： |
西安电子科技大学出版社 |
页数： |
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| 发行编号： | 1945001 |
每包册数： |
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| 出版日期： |
2006-04-01 |
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| 内容简介： |
本书主要介绍Nios CPU的结构，并结合QuartusⅡ软件的基本使用方法，以大量的设计实例作为切入点，引导读者快速掌握EDA设计技术。本书图文并茂，举例简明易懂，适合于不同读者选用。
本书分为4篇，各篇内容相互独立，读者可以根据需要，选读自己所关注的内容。
本书第一篇介绍Nios CPU及外设，是SOPC的基础，所涉及的内容有Nios CPU的结构、Avalon总线、外设的组织和使用。第二篇通过具体实例介绍QuartusⅡ软件的使用方法，在此基础上，通过适当规模的数字系统设计(数字电子钟、数字频率计、电子抢答器、出租车计价器)，分别展示了原理图、Verilog、VHDL及混合系统设计的特点。第三、四篇向读者介绍Nios CPU的使用方法，并备有一定数量的实验(第三篇介绍Nios CPU的应用，第四篇介绍NiosⅡ CPU的应用)。为方便读者学习，本书含配套光盘一张。
本书可供相关专业在校大学生、研究生使用，亦可供电子工程师和业余爱好者使用。
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| 作者简介： |
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| 章节目录： |
第一篇 Nios CPU及外设
第1章 Nios CPU 1
1.1 指令总线主端口 2
1.2 数据总线主端口 2
1.3 高速缓存 2
1.4 移位单元 3
1.5 乘法支持 3
1.6 中断支持 3
1.7 Nios片上调试模块(OCI模式) 4
第2章 Nios CPU编程模型 5
2.1 寄存器 5
2.2 存储器结构 10
2.3 寻址方式 15
2.4 程序流程控制 17
2.5 异常事件 18
2.6 流水线 22
第3章 Avalon总线 24
3.1 概述 24
3.2 术语和概念 25
3.3 Avalon总线传输 28
3.4 Avalon从端口传输 30
3.5 Avalon主端口传输 34
3.6 高级Avalon总线传输 35
3.7 片外设备与Avalon总线的接口 37
3.8 Avalon总线地址对齐方式 40
3.9 连接到外部设备 41
第4章 外设的组织与使用 43
4.1 SOPC Builder与PTF文件 43
4.2 定时器 44
4.3 并行输入/输出口 47
4.4 异步收发器(UART) 49
4.5 DMA控制器 57
4.6 串行外围设备接口(SPI) 60
第二篇 QuartusⅡ应用入门
第5章 QuartusⅡ应用基础 67
5.1 原理图工程 68
5.2 文本文件(Verilog)工程 87
5.3 文本文件(VHDL)工程 105
5.4 文本文件(AHDL)工程 107
5.5 混合工程(自底而上) 108
5.6 混合工程(自顶而下) 112
第6章 设计举例 123
6.1 7段数码管译码器(DE4_7) 123
6.2 8选l多路选择器(MUL8_1) 125
6.3 计数器(CNT1000) 126
6.4 50 kHz分频器 127
6.5 动态数码管显示(DISPLAY) 128
6.6 数字电子钟(CLK) 129
6.7 数字频率计(FREQ) 132
6.8 电子抢答器 134
6.9 出租车计价器 138
第7章 QuartusⅡ的工具 144
7.1 在线逻辑分析仪(SignalTapⅡ) 144
7.1.1 捕捉条件 144
7.1.2 存储深度 144
7.1.3 观察信号 145
7.1.4 在线逻辑分析仪使用举例 145
7.2 TCL屏幕控制台 150
第8章 Verilog语言设计举例 154
8.1 数字电子钟 154
8.1.1 分频器CNT1000_V 154
8.1.2 分频器CNT50000_V 155
8.1.3 六十进制计数器CNT60_V 156
8.1.4 二十四进制计数器CNT24_V 157
8.1.5 时钟控制CLK_C_V 157
8.1.6 动态显示DISPLAY_V 158
8.2 数字频率计 160
8.2.1 14位计数器CNT14BITE_v 161
8.2.2 14位D触发器DFF14BITE_v 162
8.3 电子抢答器 163
8.3.1 抢答识别MS_SL_v 163
8.3.2 三选一MUL3_v 167
8.3.3 积分器JIFEN_v 167
8.4 出租车计价器 169
8.4.1 分频器X7456_v 170
8.4.2 二选一mux_v 171
8.4.3 计价收费my_jijiaqi_v 171
第9章 VHDL语言设计举例 173
9.1 数字电子钟(CLK) 173
9.1.1 分频器count 173
9.1.2 计数器count_bcd 174
9.1.3 动态显示器display 176
9.1.4 时钟控制time_set 177
9.2 数字频率计 178
9.2.1 计数器t_trigger 178
9.2.2 14位计数器freq_count 179
9.2.3 14位锁存器my_dff 181
9.3 电子抢答器 181
9.4 出租车计价器 185
9.4.1 二选一mux2 186
9.4.2 计价收费my_jijiaqi 186
第三篇 Nios应用入门
第10章 SOPC Builder 191
10.1 创建工程项目 191
10.2 构造Nios CPU及其外设 193
第11章 GERMS监控 207
11.1 GERMS监控简介 207
11.2 Nios SDK Shell 208
11.3 Nios SDK Shell的命令 210
第12章 Nios CPU系统扩展 211
12.1 扩展外部SRAM 211
12.1.1 SRAM芯片 211
12.1.2 SRAM的扩展实例 213
12.2 扩展外部Flash 220
12.2.1 性能比较 221
12.2.2 接口差别 221
12.2.3 容量和成本 221
12.2.4 易用性 222
12.2.5 软件支持 222
12.2.6 Flash的扩展实例 222
12.3 串行配置器件 227
12.4 外部中断 235
12.4.1 单一外部中断源 235
12.4.2 多个外部中断源 238
12.5 定时器 240
第13章 Nios系统的接口实验 243
13.1 模/数转换(ADC0832) 243
13.2 数/模转换(TLC5620) 247
13.3 键盘、显示器控制器(7289A) 252
13.4 点阵液晶显示器(T6963C) 257
13.5 时钟日历(DS1337) 276
13.6 IC卡(24C01) 281
13.7 语音录放(ISD25120) 284
第四篇 NiosⅡ应用入门
第14章 SOPC Builder 289
14.1 创建工程项目 289
14.2 构造NiosⅡ CPU及其外设 291
第15章 NiosⅡ IDE 302
15.1 新建工程 302
15.2 重新进入已有工程 311
第16章 Nios CPU系统扩展 317
16.1 扩展外部SRAM 317
16.1.1 SRAM芯片 318
16.1.2 SRAM的扩展实例 319
16.2 扩展外部Flash 326
16.2.1 性能比较 326
16.2.2 接口差别 326
16.2.3 容量和成本 327
16.2.4 易用性 327
16.2.5 软件支持 327
16.2.6 Flash的扩展实例 327
16.3 串行配置器件 339
16.3.1 配置数字逻辑 339
16.3.2 配置CPU系统 346
16.4 外部中断 347
16.4.1 单一外部中断源 347
16.4.2 多个外部中断源 351
16.5 定时器 353
第17章 Nios系统的接口实验 355
17.1 模/数转换(ADC0832) 355
17.2 数/模转换(TLC5620) 359
17.3 键盘、显示器控制器(7289A) 363
17.4 点阵液晶显示器(T6963) 369
17.5 时钟日历(DS1337) 387
17.6 IC卡(24C01) 391
17.7 语音录放(ISD25120) 395
附录A 多功能电子学习机系统介绍 399
A.1 概述 399
A.1.1 设计目的 399
A.1.2 使用对象 399
A.1.3 多功能电子学习机的特色 399
A.1.4 多功能电子学习机的结构 399
A.2 多功能电子学习机的模块 400
A.2.1 电源模块 401
A.2.2 逻辑指示模块 401
A.2.3 数字量模块 403
A.2.4 按键模块 403
A.2.5 并行输入模块 403
A.2.6 并行输出模块 404
A.2.7 键盘显示器模块 405
A.2.8 点阵液晶模块 406
A.2.9 A/D转换模块 406
A.2.10 D/A转换模块 406
A.2.11 IC卡、日历模块 407
A.2.12 语音模块 407
A.2.13 用户PLD模块 409
A.2.14 串行(RS232)通信模块 409
A.2.15 时钟 410
A.2.16 蜂鸣器 411
A.2.17 配置模块1 411
A.2.18 配置模块2 411
附录B FPGA系统模块 414
B.1 FPGA模块 414
B.2 静态RAM模块 420
B.3 Flash模块 421
B.4 串行接口模块 422
B.5 时钟模块 423
B.6 电源模块 423
B.7 配置模块 425
B.8 Nios模块的引脚资源 426
附录C 实验显示板 433
C.1 数码管及其驱动 434
C.2 数码管位驱动 434
C.3 用户键盘 345
C.4 用户逻辑指示器 436
C.5 用户逻辑笔 436
C.6 连接件 436
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| 精彩片段： |
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| 书 评： |
随着电子技术和计算机应用技术的深入发展以及EDA设计技术的不断进步与完善，不仅给电子系统的设计和应用带来了新的设计思路和发展机遇，也对传统的电子系统设计手段提出了严峻的挑战。
传统的电子系统设计，是以各种不同的集成电路芯片为基础，按照功能要求在印制电路板上将不同的芯片拼连、组合，构成实现某种功能的电子系统。这样的设计方法不仅繁琐，而且设计过程中的错误和不足之处不能及早地发现；进入调试阶段后，一旦发现错误或缺陷，也不能现场更正。无疑，这将使研发时间变长，研发成本加大。能够克服上述缺点的是片上可编程系统(简称SOPC)，它向传统的电子系统设计方法发起了挑战。
微电子技术、计算机应用技术的飞速发展，不仅使得电子系统的小型化、微型化进程加快，而且给电子系统设计带来了前所未有的变革。大规模FPGA芯片的问世，为电子系统设计提供了硬件基础，几乎大多数电子系统都可以在一块芯片上实现。ALTERA公司的QuartusⅡ软件就是EDA设计的最优秀软件之一，使用它不仅可以灵活地设计电子系统，而且还可以对设计方案进行模拟仿真，及早发现错误和缺陷。使用FPGA的好处不仅表现在设计的初级阶段，即使在电子系统设计完成之后，甚至在投入实际使用的过程中，还可以根据实际需要添加功能。更为激动人心的是，SOPC设计是可裁剪和可配置的，尤其Nios CPU的构造是可以灵活配制的。
SOPC还是SOC设计的基础，也是很好的硬件实践平台。对于某种专用电路，可以首先在FPGA上实现，然后根据实际需要制作成SOC专用集成芯片。
在SOPC课程的教学过程中，我们发现有关这一方面的资料很稀少，为此我们编写了教学参考和实践指南等一些资料，得到了学生们的好评，也得到很多同仁的认同。是他们给了我们热情的支持与鼓励，并希望尽快成书。不辜负大家的期望，本书就要和大家见面了。
此处，我们要向参与实践本书内容的学生，向热情支持与鼓励我们的同仁，表示最诚挚的感谢。
由于作者水平有限，书中难免存在错误和遗漏，殷切希望读者批评指正。还希望广大读者将使用过程中所遇到的问题、成功的经验告诉我们，以便再版时修订或增补，从而使本书日趋完善。
作者E-mail: wjxdzx@sohu.com
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