SOPC培训0508ppt.docx
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SOPC培训0508ppt
SOPC技术实验
华中科技大学
电子与信息工程系
罗
杰
Luojiewh@
2010年5月
一、实验内容
基本要求：
创建一个CPU的最小系统（NIOSII+8kB片内RAM+
8kB片内ROM），控制实验板上的8个发光二极管（4个
同时亮、4个同时灭，然后循环交替）。
扩展要求：
（1）将8个LED的显示改为流水灯形式。
即8个LED
每次亮一个灯，从右向左依次轮流循环显示。
（2）在系统中加入两个控制按键，当按键为不同状
态时，8个LED按不同方式进行显示，显示方式自
己定义。
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二、实验步骤概要
用QuartusII软件建立工作项目，定义系统名称；
利用QuartusII软件中的SOPCBuilder工具，根据设计
的需求配置CPU最小系统。
配置完毕后，用SOPCBuilder自动生成CPU小系统的
硬件电路。
返回QuartusII软件，调用CPU硬件，编写顶层文件，
设置输入、输出信号，分配引脚，编译，得到下载文
件.sof。
调用软件集成开发环境（NIOSIIIDE），建立软件项
目，配置IDE的硬件环境和样板程序。
编写、编译并调试程序。
下载并运行程序。
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三、实验过程
1.进入QuartusII软件环境，新建一个工程项目MyNiosSystem.qpf
CycloneIII
EP3C16F484C6
（DE0）
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2.定制CPU小系统
A.进入SOPCBuilder，定制一个简单的32位CPU小系统
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2.定制CPU小系统
B.输入系统名称，选Verilog。
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2.定制CPU小系统
C.选择并添加CPU（NIOSII/s），单击Finish
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2.定制CPU小系统
D.选择并添加8kBytes的片内RAM（on-ChipMemory，选
RAM），单击Finish
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2.定制CPU小系统
E.选择并添加8kBytes的片内和一个8位的PIO
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2.定制CPU小系统
F.选择并添加一个系统的标识符（可选模块）
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2.定制CPU小系统
G.在每个元件的ModuleName上面点击鼠标右键，出现下
图所示菜单，选Rename将各个模块改为便于记忆的名
字，最后得到的结果如下页图所示。
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2.定制CPU小系统
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2.定制CPU小系统
H.在cpu元件上双击鼠标左键，设置CPU复位地址和系统
出现异常时的程序运行的地址,点击Finish。
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2.定制CPU小系统
I.选择主菜单
System>Auto-AssignBaseAddress和
System>Auto-AssignBaseIRQs
让系统自动分配每个元件的基地址和中断请求优先级别。
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2.定制CPU小系统
J.单击SystemGeneration页，再单击右下脚Generate按钮，
开始生成CPU的小系统，等几分钟后，出现成功信息。
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3.CPU最小系统的使用
A.返回QuartusII，新建一个原理图文件MyNiosSystem.bdf。
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3.CPU最小系统的使用
B.选File>New,新建一个setup.tcl文件，将FPGA器件的引脚号
分配给原理图中的输入、输出信号。
（DE0）Setup.tcl文件内容如下：
set_location_assignment
set_location_assignment
set_location_assignment
set_location_assignment
set_location_assignment
set_location_assignment
set_location_assignment
set_location_assignment
set_location_assignment
set_location_assignment
PIN_G21-toCLK
PIN_H2-toRST_n
PIN_C2-toLED_pio[7]
PIN_C1-toLED_pio[6]
PIN_E1-toLED_pio[5]
PIN_F2-toLED_pio[4]
PIN_H1-toLED_pio[3]
PIN_J3-toLED_pio[2]
PIN_J2-toLED_pio[1]
PIN_J1-toLED_pio[0]
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3.CPU最小系统的使用
C.选择Tools>TclScripts命令，选择OpenFile，打开刚才编
辑的setup.tcl文件，再选中该文件，单击Run按钮。
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3.CPU最小系统的使用
D.编译整个工程项目至此，硬件系统设计完成。
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4.编写CPU应用程序
A.进入NiosIIIDE软件环境，选择C/C++语言，编写CPU应
用程序。
单击workbench进入。
B.选择File>SwitchWorkspace，键入工作空间目录名（即
前面创建项目的目录）作为C/C++程序的工作目录。
单击
窗口下面的OK按钮，然后再次弹出该窗口。
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4.编写CPU应用程序
C.选择File>NewProject，创建新的工程项目，选择hello
word作为新的C程序模板,点击Finish。
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4.编写CPU应用程序
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4.编写CPU应用程序
D.用右键单击hello_world.c,选Rename命令，将文件名
改为：
MyLedFlasher.c
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4.编写CPU应用程序
E.将原来的
hello_word.c程序删
掉，编写自己的C程
序
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4.编写CPU应用程序
F.编译C程序。
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4.编写CPU应用程序
G.选择主菜单
Run>Run…，
配置连接的电
缆。
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4.编写CPU应用程序
H.选择Run>Run
As>NiosII
Hardware，运
行程序，等待1
分钟左右，才
能看到灯的亮
灭情况。
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谢谢大家！
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