嵌入式FPGA/SoPC技术实验与实践教程

出版时间：2011-9  出版社：清华大学出版社  作者：汤书森　等编著  页数：185  
Tag标签：无  

内容概要

汤书森等编著的《嵌入式FPGA/SoPC技术实验与实践教程》分基本理论和实践两大部分。基本理论部分介绍了FPGA和SOPC的基本理论，QuartusⅡ
软件的使用方法、基于FPGA的开发技术、NiosⅡ嵌入式系统开发过程、
NiosⅡ的常用组件与编程和SOPC技术的应用。实践部分结合常用的开发实例介绍IDE
QuartusⅡ的设置，新建工程或文件、编译和下载文件的过程、方法及技巧。SOPC
Builder设计流程、NiosⅡ软核处理器、NiosⅡ软核处理器的配置方法。讲述了NiosⅡ嵌入式软核处理器设计、SoPC的软/硬件结合开发流程、NiosⅡ的开发平台和集成开发环境（IDE）特点和NiosⅡ的外围接口等。
《嵌入式FPGA/SoPC技术实验与实践教程》适合作为大学二年级以上的电子类、计算机类、自动化类和机电类等专业的本科生的教材或教学参考书，也可作为专业技术人员的培训参考资料。

书籍目录

第1部分  基本理论
第1章  绪论
  1.1  嵌入式系统简介
  1.2  FPGA简介
  1.3  SoPC技术简介
  1.4  硬件描述语言及其程序的基本架构
  1.5  基于FPGA/SoPC实现嵌入式系统概述
第2章  Altera可编程器件与QuartusⅡ软件应用
  2.1  A1tera可编程逻辑器件
  2.2  QuartusⅡ简介
  2.3  QuartusⅡ的安装过程与使用
  2.4  QuartusⅡ设计流程
第3章  Avalon总线与NiosⅡ处理器
  3.1  Avalon总线
  3.2  NiosⅡ嵌入式处理器
  3.3  NiosⅡ体系架构
第4章  基于SoPC的NiosⅡ处理器设计
  4.1  SOPC Builder简介
  4.2  SOPC Builder的组成与功能
  4.3  基于SOPC Builder解决嵌入式处理器外设设计面临的挑战
  4.4  参数模块库的使用
  4.5  基础预备实验示例
第2部分  基本实验
第5章  QuartusⅡ和SignalTapⅡ的使用
  5.1  实验预备
  5.2  实验目的
  5.3  实验内容
  5.4  实验原理
  5.5  实验步骤
  思考题
第6章  Hello-word实验及SoPC设计基础
  6.1  实验目的
  6.2  实验内容
  6.3  实验原理
  6.4  实验步骤
  思考题
第7章  LED实验
  7.1  实验目的
  7.2  实验内容
  7.3  实验原理
  7.4  实验步骤
第8章  自定义IP核——点阵驱动
  8.1  实验目的
  8.2  实验内容
  8.3  实验原理
  8.4  实验步骤
第9章  软硬件结合设计
  9.1  实验目的
  9.2  实验内容
  9.3  实验原理
  9.4  实验步骤
第10章  基于实时操作系统μC/OSⅡ多任务系统
  10.1  实验目的
  10.2  实验内容
  10.3  实验原理
  10.4  实验步骤
第11章  工程实践项目——基于DOS的正弦信号发生器
  11.1  实验目的
  11.2  实验内容
  11.3  实验原理
  11.4  实验步骤
第12章  基于MCU5 1IP软核的嵌入式系统设计
  12.1  实验目的
  12.2  实验内容
  12.3  实验原理
  12.4  实验步骤
第3部分  创新与自主设计
第13章  自主设计巩固与提高
  13.1  Exercise1  流水灯实验
  13.2  Exercise2  关于JTAG UART通信
  13.3  Exercise3  LCD MODULE（LCM）显示实验
第14章  自主设计实例方案
  14.1  基于FPGA技术的实时视频监控系统
  14.2  基于FPGA技术的电子相册设计
  14.3  基于FPGA技术的MP3音乐播放器
  14.4  基于FPGA技术的软件无线电平台
  14.5  基于FPGA技术的对讲机设计
附录A  网络资源及专业网站、FPGA开发博客信息
附录B  实验中常见错误及处理办法
参考文献
后记

章节摘录

　　（3）更好的库存管理一嵌入式系统通常包含了来自多个生产商的多种处理器，以应付多变的系统任务。当一种器件多余而另一种短缺时，就会发现管理这些处理器的库存也是个问题。但是使用标准化的NiosⅡ软核处理器，库存的管理将会大大简化，因为通过将处理器实现在标准的FPGA器件上，减少了处理器种类的需求。　　5.应付产品的生命周期　　开发人员希望快速将他们的产品推向市场，保持一个较长的产品生命周期，避免更新换代。基于NiosⅡ的系统在以下几个方面可以帮助用户实现此目标。　　（1）加快产品的上市时间——FPGA可编程的特性使其具有最快的产品上市时间。NiosⅡ系统的这些灵活性和加速上市的特性源于A1tera提供完整的开发套件、众多的参考设计、强大的硬件开发工具（SOPCBuilder）和软件开发工具（NiosⅡIDE）。许多客户借助Nios开发套件所带的设计，在几个小时内就创建了设计的原型。由于将NiosⅡ处理器放置于FPGA内部就可以验证外部的存储器和I／0组件，电路板设计得以显著地加速。　　（2）建立有竞争性的优势——维持一个基于通用硬件平台的产品的竞争优势是非常困难的。而创建一个SOPC系统且带有一个或多个NiosⅡ处理器，具备硬件加速、定制指令、定制的可裁减的外设等配置系统，给对手的超越制造了有效的障碍，具备了竞争的优势。　　（3）延长了产品的生存时间——抢先占领市场通常会使产品的完善程度低于实际的所需。使用NiosⅡ处理器的SOPC产品带来的一个独特优势就是能够升级硬件的特性，即使产品已经交付给客户，同样，软件也可以定期升级。这些特性可以解决如下问题：　　①延长产品的生存时间，随着时间的增加，可以不断有新的特性添加到硬件中。　　②减少由于标准的制定和改变而带来的硬件上的风险。　　③简化了硬件缺陷的修复和排除，不再需要做RMA和其他重复工作。　　④避免处理器的过时——嵌入式处理器供应商通常提供一个很宽的配置选择范围以适应不同的客户群。不可避免的是，某个或多个处理器有可能会因为生产计划等原因而停止供应或很难寻找。Nios设计人员拥有在AlteraFPGA上使用和配置基于Nios的设计的永久许可。一个基于Nios的设计可以容易的被重新实现在新系列的FPGA器件中，从而保护了应用软件的投资。　　⑤在产品产量增加的情况下减少成本——一旦一个FPGA的设计被选定，并且打算进行大批量的生产，可以选择将它移植到Altera的Hardcopy中，一种结构化的ASIC系列，从而减少了成本并提升性能——这仅需几周时间。Altera还可以提供NiosⅡ处理器的ASIC制造许可，就可以将包含NiosⅡ处理器、外设、Avaion交换式总线的设计移植到基于单元的ASIC中。 　　……

编辑推荐

　　站在工程、开发和研究三个角度，进行实践性教学环节的设计。从社会对计算机专业人才能力需求的角度，系统地规划计算机实验和实践的方式和内容。开发实训验证型、开发研究型等不同层次的教学内容.以满足大专、本科以及某些研究生层次的教学需求。以系统性、开放性、经典性和适用性等全新的面貌呈现在中国的计算机教学领域。精心挖掘和遴选作者.把他们多年积累的教学经验编写成教材。每本书都经过编委会委员的精心筛选和严格评审，严把质量关。

用户评论 (总计5条)

•   不错的入门级FPGA实验教材，例子简单生动，适合初学者
•   书不错，就是例子不是很多，希望有所改进
•   蜻蜓点水式！每个题目给你用几十字概括一下概念，没别的，你想像不到的超薄！
•   刚开始学习，不熟悉
•   就是一实验指导书