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1、会计学1嵌入式技术概述嵌入式技术概述SOPC硬件开发环境及硬硬件开发环境及硬件开发流程介绍件开发流程介绍2023/2/142SOPCSOPC设计的主要工作设计的主要工作设计的主要工作设计的主要工作 硬件设计：硬件设计：QuartusQuartus、SOPC BuilderSOPC Builder 软件设计：软件设计：Nios IDENios IDE第1页/共63页2023/2/143系系统统需需求求分分析析SOPCSOPC硬件设计流程硬件设计流程硬件设计流程硬件设计流程系统所需的计算性能、带宽、吞吐量、接口类型以及多线程软件支持等。创创建建工工程程创创建建N Ni io os sI II I系
2、系统统模模块块Nios内核和标准外设用户定制指令与外设集集成成N Ni io os sI II I系系统统模模块块到到工工程程自定义功能模块标准库模块连连接接各各工工功功能能模模块块引引脚脚分分配配编编译译设设置置编编译译工工程程生生成成S SO OF F配配置置文文件件下下载载S SO OF F配配置置文文件件到到F FP PG GA A若需要，用户可以定制指令和外设逻辑。在SOPC Builder中添加所需的功能模块（Nios II核、标准外设模块），完成后生成一个系统模块。SOPC的硬件设计开始均需要建立建立一个工程，Quartus II是以工程的方式对设计过程进行管理。工程中建立的顶层
3、模块文件.bdf相当于传统电路设计中的电路板（PCB）。第2页/共63页2023/2/144系系统统需需求求分分析析SOPCSOPC硬件设计流程硬件设计流程硬件设计流程硬件设计流程创创建建工工程程创创建建N Ni io os sI II I系系统统模模块块Nios内核和标准外设用户定制指令与外设集集成成N Ni io os sI II I系系统统模模块块到到工工程程自定义功能模块标准库模块连连接接各各功功能能模模块块引引脚脚分分配配编编译译设设置置编编译译工工程程生生成成S SO OF F配配置置文文件件下下载载S SO OF F配配置置文文件件到到F FP PG GA A当标准库模块不能满足
4、设计要求时，可设计定制逻辑模块。Quartus II中包含了大量的Altera公司提供的LPM功能模块，相当于传统设计中除处理器外的逻辑芯片(如74系列)在工程顶层模块中，分别添加SOPC Builder生成的NIOS系统模块、LPM功能模块以及用户自定义功能模块。将各个功能 模 块 用连 线 连 起来 组 成 系统 功 能 原理图这两过程类似传统PCB设计中：将所有芯片焊接到电路板上，通过PCB上的连线将各个芯片连接起来，组成电路系统。第3页/共63页2023/2/145系系统统需需求求分分析析SOPCSOPC硬件设计流程硬件设计流程硬件设计流程硬件设计流程创创建建工工程程创创建建N Ni
5、io os sI II I系系统统模模块块Nios内核和标准外设用户定制指令与外设集集成成N Ni io os sI II I系系统统模模块块到到工工程程自定义功能模块标准库模块连连接接各各功功能能模模块块引引脚脚分分配配编编译译设设置置编编译译工工程程生生成成S SO OF F配配置置文文件件下下载载S SO OF F配配置置文文件件到到F FP PG GA A为系统选择芯片载体，并 为 各 个I/O信号分配芯片管脚；设置编译选项，让编译器按照用户设定进行编译；编译过程包括编译、综合、适配、布线、时序分析等。将配置文件.sof下载 到FPGA第4页/共63页2023/2/146SOPCSOP
6、C硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例电子钟设计电子钟设计设计要求设计要求：1)1)1)1)在液晶屏上显示日期、时间在液晶屏上显示日期、时间在液晶屏上显示日期、时间在液晶屏上显示日期、时间 2)2)2)2)可以设置日期、时间可以设置日期、时间可以设置日期、时间可以设置日期、时间系统所需外围器件系统所需外围器件：LCDLCDLCDLCD，电子钟显示屏幕，电子钟显示屏幕，电子钟显示屏幕，电子钟显示屏幕 按键按键按键按键，电子钟设置功能键，电子钟设置功能键，电子钟设置功能键，电子钟设置功能键 FlashFlashFlashFlash，存储软、硬件程序，存储软、硬件程序，存储软、硬件程序，
7、存储软、硬件程序 SRAMSRAMSRAMSRAM，程序运行内存，程序运行内存，程序运行内存，程序运行内存SOPCSOPC硬件系统模块硬件系统模块：Nios II CPUNios II CPUNios II CPUNios II CPU、定时器、定时器、定时器、定时器、按键按键按键按键PIOPIOPIOPIO、LCDLCDLCDLCD控制器、控制器、控制器、控制器、AVALONAVALONAVALONAVALON三态桥三态桥三态桥三态桥、外部、外部、外部、外部SRAMSRAMSRAMSRAM接口、接口、接口、接口、外部外部外部外部FlashFlashFlashFlash接口接口接口接口JTAG
8、 UARTJTAG UARTJTAG UARTJTAG UART、EPCSEPCSEPCSEPCS串行串行串行串行FlashFlashFlashFlash控制器控制器控制器控制器第5页/共63页2023/2/147SOPCSOPC硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例电子钟设计：电子钟设计：1 1）创建）创建QuartusQuartus工程工程运行运行运行运行 Quartus II 6.0Quartus II 6.0软件，选择软件，选择软件，选择软件，选择:FileFile菜单菜单菜单菜单New Project WizardNew Project Wizard,出现出现出现出现Int
9、roductionIntroduction页面页面页面页面 第6页/共63页2023/2/148SOPCSOPC硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例电子钟设计：电子钟设计：1 1）创建）创建QuartusQuartus工程工程工程名称的设定、工作目录的选择工程名称的设定、工作目录的选择工程名称的设定、工作目录的选择工程名称的设定、工作目录的选择页面页面页面页面 工程名和顶层实体工程名和顶层实体名必须相同，且为名必须相同，且为英文英文工程目录必须为英工程目录必须为英文文第7页/共63页2023/2/149SOPCSOPC硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例电子钟设计：电子
10、钟设计：1 1）创建）创建QuartusQuartus工程工程工程文件添加工程文件添加工程文件添加工程文件添加页面页面页面页面 第8页/共63页2023/2/1410SOPCSOPC硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例电子钟设计：电子钟设计：1 1）创建）创建QuartusQuartus工程工程工程器件选择工程器件选择工程器件选择工程器件选择页面页面页面页面 器件过滤器器件过滤器第9页/共63页2023/2/1411SOPCSOPC硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例电子钟设计：电子钟设计：1 1）创建）创建QuartusQuartus工程工程工程相关工程相关工程相关工
11、程相关EDAEDA工具选择工具选择工具选择工具选择页面页面页面页面 第10页/共63页2023/2/1412SOPCSOPC硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例电子钟设计：电子钟设计：1 1）创建）创建QuartusQuartus工程工程工程总体信息说明工程总体信息说明工程总体信息说明工程总体信息说明页面页面页面页面 开发过程中可以通过菜单assignment Settings对工程配置进行修改第11页/共63页2023/2/1413SOPCSOPC硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例电子钟设计：电子钟设计：1 1）创建）创建QuartusQuartus工程工程工程创建
12、完成工程创建完成工程创建完成工程创建完成页面页面页面页面 工程实体名工程实体名第12页/共63页2023/2/1414SOPCSOPC硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例电子钟设计：电子钟设计：2 2）创建）创建NiosNios系统模块系统模块2-12-1）创建顶层实体：创建顶层实体：创建顶层实体：创建顶层实体：在新建的工程窗口中，在新建的工程窗口中，在新建的工程窗口中，在新建的工程窗口中，选择选择选择选择FileFileNewNew；在；在；在；在Device Design FileDevice Design File选项选项选项选项卡中，选择卡中，选择卡中，选择卡中，选择Blo
13、ck DiagramBlock DiagramSchematic FileSchematic File，即原理图文件，即原理图文件，即原理图文件，即原理图文件，单击，单击，单击，单击OKOK。第13页/共63页2023/2/1415SOPCSOPC硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例电子钟设计：电子钟设计：2 2）创建）创建NiosNios系统模块系统模块2-12-1）创建顶层实体：创建顶层实体：创建顶层实体：创建顶层实体：选择选择选择选择FileFileSave AsSave As；确定；确定；确定；确定Add to Current ProjectAdd to Current P
14、roject选项选项选项选项被选中，点击被选中，点击被选中，点击被选中，点击“保存保存保存保存”，文件被保存并被加入到工程中。，文件被保存并被加入到工程中。，文件被保存并被加入到工程中。，文件被保存并被加入到工程中。第14页/共63页2023/2/1416SOPCSOPC硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例电子钟设计：电子钟设计：2 2）创建）创建NiosNios系统模块系统模块2-22-2）创建）创建NiosNios系统模块系统模块：启动启动启动启动SOPC BuilderSOPC Builder，选择，选择，选择，选择ToolsToolsSOPC BuilderSOPC Bui
15、lder，出现，出现，出现，出现Create Create New SystemNew System对话框。对话框。对话框。对话框。第15页/共63页2023/2/1417SOPCSOPC硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例电子钟设计：电子钟设计：2 2）创建）创建NiosNios系统模块系统模块2-22-2）创建）创建NiosNios系统模块系统模块第16页/共63页2023/2/1418SOPCSOPC硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例电子钟设计：电子钟设计：2 2）创建）创建NiosNios系统模块系统模块2-22-2）创建）创建NiosNios系统模块系统模块
16、：在在在在SOPC BuilderSOPC Builder中，选择中，选择中，选择中，选择FileFileNew Board DescriptionsNew Board Descriptions，新新新新的目标板描述。的目标板描述。的目标板描述。的目标板描述。第17页/共63页2023/2/1419SOPCSOPC硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例电子钟设计：电子钟设计：2 2）创建）创建NiosNios系统模块系统模块2-22-2）创建）创建NiosNios系统模块系统模块：1)1)1)1)添加添加添加添加NIOSNIOS CPU CPU CPU CPU，Avalon Comp
17、onents Avalon Components 中选择中选择中选择中选择Nios II Nios II ProcessorProcessor。第18页/共63页2023/2/1420SOPCSOPC硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例电子钟设计：电子钟设计：2 2）创建）创建NiosNios系统模块系统模块2-22-2）创建）创建NiosNios系统模块系统模块：1)1)1)1)添加添加添加添加NIOSNIOS CPU CPU CPU CPU，Caches&Tightly Coupled MemoriesCaches&Tightly Coupled Memories设置设置设置设
18、置。第19页/共63页2023/2/1421SOPCSOPC硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例电子钟设计：电子钟设计：2 2）创建）创建NiosNios系统模块系统模块2-22-2）创建）创建NiosNios系统模块系统模块：1)1)1)1)添加添加添加添加NIOSNIOS CPU CPU CPU CPU，Advanced FeaturesAdvanced Features设置设置设置设置。第20页/共63页2023/2/1422SOPCSOPC硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例电子钟设计：电子钟设计：2 2）创建）创建NiosNios系统模块系统模块2-22-2）
19、创建）创建NiosNios系统模块系统模块：1)1)1)1)添加添加添加添加NIOSNIOS CPU CPU CPU CPU，JTAG Debug ModuleJTAG Debug Module设置设置设置设置。第21页/共63页2023/2/1423SOPCSOPC硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例电子钟设计：电子钟设计：2 2）创建）创建NiosNios系统模块系统模块2-22-2）创建）创建NiosNios系统模块系统模块：1)1)1)1)添加添加添加添加NIOSNIOS CPU CPU CPU CPU，Custom InstructionsCustom Instructi
20、ons设置设置设置设置。第22页/共63页2023/2/1424SOPCSOPC硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例电子钟设计：电子钟设计：2 2）创建）创建NiosNios系统模块系统模块2-22-2）创建）创建NiosNios系统模块系统模块：1)1)1)1)完成完成完成完成NIOSNIOS CPU CPU CPU CPU的添加的添加的添加的添加。第23页/共63页2023/2/1425SOPCSOPC硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例电子钟设计：电子钟设计：2 2）创建）创建NiosNios系统模块系统模块2-22-2）创建）创建NiosNios系统模块系统模块
21、：其他其他其他其他IPIP模块的模块的模块的模块的添加添加添加添加。定时器定时器定时器定时器PIOPIO（按键）（按键）（按键）（按键）LCDLCD控制器控制器控制器控制器AvalonAvalon三态总线桥：三态总线桥：三态总线桥：三态总线桥：External SRAM BusExternal SRAM Bus、External Flash Bus External Flash Bus External SRAM interfaceExternal SRAM interfaceExternal Flash InterfaceExternal Flash InterfaceJTAG UARTJT
22、AG UART第24页/共63页2023/2/1426SOPCSOPC硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例电子钟设计：电子钟设计：2 2）创建）创建NiosNios系统模块系统模块2-22-2）创建）创建NiosNios系统模块系统模块：2)2)2)2)定时器定时器定时器定时器的添加，的添加，的添加，的添加，在在在在Avalon componentsAvalon components中的中的中的中的otherother库中选择库中选择库中选择库中选择Interval TimerInterval Timer。第25页/共63页2023/2/1427SOPCSOPC硬件设计实例硬件设计
23、实例硬件设计实例硬件设计实例电子钟设计：电子钟设计：2 2）创建）创建NiosNios系统模块系统模块2-22-2）创建）创建NiosNios系统模块系统模块：3)3)3)3)PIOPIO（按键）（按键）（按键）（按键）的添加，的添加，的添加，的添加，在在在在Avalon componentsAvalon components中的中的中的中的otherother库库库库中选择中选择中选择中选择PIO PIO。第26页/共63页2023/2/1428SOPCSOPC硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例电子钟设计：电子钟设计：2 2）创建）创建NiosNios系统模块系统模块2-22-
24、2）创建）创建NiosNios系统模块系统模块：4)4)4)4)LCDLCD控制器控制器控制器控制器的添加，的添加，的添加，的添加，在在在在Avalon componentsAvalon components中的中的中的中的displaydisplay库库库库中选择中选择中选择中选择Character LCD(16Character LCD(16 2,Optrex 16027)2,Optrex 16027)。第27页/共63页2023/2/1429SOPCSOPC硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例电子钟设计：电子钟设计：2 2）创建）创建NiosNios系统模块系统模块2-22-
25、2）创建）创建NiosNios系统模块系统模块：在在在在SOPC BuilderSOPC Builder中，选择中，选择中，选择中，选择FileFileNew ComponentsNew Components，可创建用，可创建用，可创建用，可创建用户自定制组件。户自定制组件。户自定制组件。户自定制组件。第28页/共63页2023/2/1430SOPCSOPC硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例电子钟设计：电子钟设计：2 2）创建）创建NiosNios系统模块系统模块2-22-2）创建）创建NiosNios系统模块系统模块：5)5)5)5)AvalonAvalon三态总线桥三态总线桥
26、三态总线桥三态总线桥的添加，的添加，的添加，的添加，在在在在Avalon componentsAvalon components中的中的中的中的BridgeBridge库中选择库中选择库中选择库中选择Avalon Tri-State Bridge Avalon Tri-State Bridge。第29页/共63页2023/2/1431SOPCSOPC硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例电子钟设计：电子钟设计：2 2）创建）创建NiosNios系统模块系统模块2-22-2）创建）创建NiosNios系统模块系统模块：6)6)6)6)外部外部外部外部SRAMSRAM接口接口接口接口的添
27、加，的添加，的添加，的添加，在在在在Avalon componentsAvalon components中的中的中的中的MemoryMemory库中选择库中选择库中选择库中选择Cypress CY7C1380C SSRAM Cypress CY7C1380C SSRAM。第30页/共63页2023/2/1432SOPCSOPC硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例电子钟设计：电子钟设计：2 2）创建）创建NiosNios系统模块系统模块2-22-2）创建）创建NiosNios系统模块系统模块：7)7)7)7)外部外部外部外部FLASHFLASH接口（按键）接口（按键）接口（按键）接口
28、（按键）的添加，的添加，的添加，的添加，在在在在Avalon componentsAvalon components中的中的中的中的MemoryMemory库中选择库中选择库中选择库中选择Flash MemoryFlash Memory（Common Flash InterfaceCommon Flash Interface）。第31页/共63页2023/2/1433SOPCSOPC硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例电子钟设计：电子钟设计：2 2）创建）创建NiosNios系统模块系统模块2-22-2）创建）创建NiosNios系统模块系统模块：8)8)8)8)JTAG UART
29、JTAG UART的添加，的添加，的添加，的添加，在在在在Avalon componentsAvalon components中的中的中的中的communicationcommunication库中选择库中选择库中选择库中选择JTAG UART JTAG UART。第32页/共63页2023/2/1434SOPCSOPC硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例电子钟设计：电子钟设计：2 2）创建）创建NiosNios系统模块系统模块2-22-2）创建）创建NiosNios系统模块系统模块：9)9)9)9)NiosNios系统的连接系统的连接系统的连接系统的连接。外部外部外部外部SRAM
30、SRAM接口与接口与接口与接口与SRAMSRAM三态桥的连接三态桥的连接三态桥的连接三态桥的连接、外部外部外部外部FlashFlash接口与接口与接口与接口与FlashFlash三态桥连接三态桥连接三态桥连接三态桥连接，其他，其他，其他，其他IPIP的连的连的连的连接都是系统自动完成的。接都是系统自动完成的。接都是系统自动完成的。接都是系统自动完成的。第33页/共63页2023/2/1435SOPCSOPC硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例电子钟设计：电子钟设计：2 2）创建）创建NiosNios系统模块系统模块2-32-3）分配系统各）分配系统各IPIP模块的地址和中断号模块的
31、地址和中断号第34页/共63页2023/2/1436SOPCSOPC硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例电子钟设计：电子钟设计：2 2）创建）创建NiosNios系统模块系统模块2-42-4）配置）配置NiosNios系统系统Boot loader 存储存储器器异常向量表存储器异常向量表存储器包含包含JTAG DEBUG模块时显示，不可模块时显示，不可修改修改第35页/共63页2023/2/1437SOPCSOPC硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例电子钟设计：电子钟设计：2 2）创建）创建NiosNios系统模块系统模块2-52-5）生成）生成NiosNios系统系统
32、第36页/共63页2023/2/1438SOPCSOPC硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例电子钟设计：电子钟设计：2 2）创建）创建NiosNios系统模块系统模块2-62-6）添加）添加NiosNios系统模块到工程系统模块到工程第37页/共63页2023/2/1439SOPCSOPC硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例电子钟设计：电子钟设计：2 2）创建）创建NiosNios系统模块系统模块2-62-6）添加）添加NiosNios系统模块到工程系统模块到工程第38页/共63页2023/2/1440SOPCSOPC硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例电子
33、钟设计：电子钟设计：2 2）创建）创建NiosNios系统模块系统模块 2-72-7）利用）利用ALTERAALTERA提供提供MegaMega库添加库添加锁相环锁相环2-82-8）添加系统的添加系统的添加系统的添加系统的I/OI/O端口端口端口端口第39页/共63页2023/2/1441SOPCSOPC硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例电子钟设计：电子钟设计：2 2）创建）创建NiosNios系统模块系统模块2-72-7）利用）利用MegaMega库添加锁相环库添加锁相环PLLPLL点击点击点击点击ToolsToolsMegaWizard Plug-In ManagerMega
34、Wizard Plug-In Manager第40页/共63页2023/2/1442SOPCSOPC硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例电子钟设计：电子钟设计：2 2）创建）创建NiosNios系统模块系统模块2-72-7）利用）利用MegaMega库添加锁相环库添加锁相环PLLPLL第41页/共63页2023/2/1443SOPCSOPC硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例电子钟设计：电子钟设计：2 2）创建）创建NiosNios系统模块系统模块2-72-7）利用）利用MegaMega库添加锁相环库添加锁相环PLLPLL第42页/共63页2023/2/1444SOPC
35、SOPC硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例电子钟设计：电子钟设计：2 2）创建）创建NiosNios系统模块系统模块2-72-7）利用）利用MegaMega库添加锁相环库添加锁相环PLLPLL第43页/共63页2023/2/1445SOPCSOPC硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例电子钟设计：电子钟设计：2 2）创建）创建NiosNios系统模块系统模块2-72-7）利用）利用MegaMega库添加锁相环库添加锁相环PLLPLL第44页/共63页2023/2/1446SOPCSOPC硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例电子钟设计：电子钟设计：2 2）创建
36、）创建NiosNios系统模块系统模块2-72-7）利用）利用MegaMega库添加锁相环库添加锁相环PLLPLL第45页/共63页2023/2/1447SOPCSOPC硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例电子钟设计：电子钟设计：2 2）创建）创建NiosNios系统模块系统模块2-72-7）利用）利用MegaMega库添加锁相环库添加锁相环PLLPLL第46页/共63页2023/2/1448SOPCSOPC硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例电子钟设计：电子钟设计：2 2）创建）创建NiosNios系统模块系统模块2-72-7）利用）利用MegaMega库添加锁相环库
37、添加锁相环PLLPLL第47页/共63页2023/2/1449SOPCSOPC硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例电子钟设计：电子钟设计：2 2）创建）创建NiosNios系统模块系统模块2-72-7）利用）利用MegaMega库添加锁相环库添加锁相环PLLPLL第48页/共63页2023/2/1450SOPCSOPC硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例电子钟设计：电子钟设计：2 2）创建）创建NiosNios系统模块系统模块2-72-7）利用）利用MegaMega库添加锁相环库添加锁相环PLLPLL第49页/共63页2023/2/1451SOPCSOPC硬件设计实例硬
38、件设计实例硬件设计实例硬件设计实例电子钟设计：电子钟设计：2 2）创建）创建NiosNios系统模块系统模块2-82-8）添加）添加I/OI/O端口端口在顶层实体的在顶层实体的在顶层实体的在顶层实体的BDFBDF窗口的窗口的窗口的窗口的空白处双击鼠标空白处双击鼠标空白处双击鼠标空白处双击鼠标，出现，出现，出现，出现SymbolSymbol窗口，在窗口，在窗口，在窗口，在alteraalteraquartusquartuslibrarieslibraries下面选择下面选择下面选择下面选择primitivesprimitives，再在其下选择，再在其下选择，再在其下选择，再在其下选择pinpin
39、第50页/共63页2023/2/1452SOPCSOPC硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例电子钟设计：电子钟设计：2 2）创建）创建NiosNios系统模块系统模块2-92-9）NIOSNIOS系统连接系统连接 第51页/共63页2023/2/1453SOPCSOPC硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例电子钟设计：电子钟设计：3 3）设计优化）设计优化3-13-1）面积和速度的优化）面积和速度的优化 第52页/共63页2023/2/1454SOPCSOPC硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例电子钟设计：电子钟设计：3 3）设计优化）设计优化3-23-2）时
40、序约束与设置）时序约束与设置 第53页/共63页2023/2/1455SOPCSOPC硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例电子钟设计：电子钟设计：3 3）设计优化）设计优化3-33-3）FitterFitter设置设置 第54页/共63页2023/2/1456SOPCSOPC硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例电子钟设计：电子钟设计：4 4）工程编译）工程编译工程编译：分析与综合、适配、汇编、时序分析工程编译：分析与综合、适配、汇编、时序分析4-14-1）编译设置）编译设置 第55页/共63页2023/2/1457SOPCSOPC硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例硬件
41、设计实例电子钟设计：电子钟设计：4 4）工程编译）工程编译工程编译：分析与综合、适配、汇编、时序分析工程编译：分析与综合、适配、汇编、时序分析4-24-2）器件引脚分配）器件引脚分配1 1）使用使用使用使用Assignments EditorAssignments Editor来分配，选择来分配，选择来分配，选择来分配，选择AssignmentsAssignments菜单中的菜单中的菜单中的菜单中的pinspins；2 2）使用）使用）使用）使用TCLTCL脚本一次性分配所有的引脚脚本一次性分配所有的引脚脚本一次性分配所有的引脚脚本一次性分配所有的引脚(存在已分配好引脚的标准工程，存在已分配好
42、引脚的标准工程，存在已分配好引脚的标准工程，存在已分配好引脚的标准工程，当前工程的当前工程的当前工程的当前工程的“端口名端口名端口名端口名”与标准工程的与标准工程的与标准工程的与标准工程的“端口名端口名端口名端口名”相同相同相同相同)；3 3）直接编辑工程目录下的）直接编辑工程目录下的）直接编辑工程目录下的）直接编辑工程目录下的“工程名工程名工程名工程名.qsf”.qsf”文件，文件，文件，文件，set_location_assignment set_location_assignment PIN_PIN_器件引脚器件引脚器件引脚器件引脚 -to-to 端口名端口名端口名端口名第56页/共63
43、页2023/2/1458SOPCSOPC硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例电子钟设计：电子钟设计：4 4）工程编译）工程编译工程编译：分析与综合、适配、汇编、时序分析工程编译：分析与综合、适配、汇编、时序分析4-34-3）编译工程）编译工程选择选择选择选择ProcessingProcessing菜单中的菜单中的菜单中的菜单中的Start CompilationStart Compilation、点击、点击、点击、点击工具栏中的工具栏中的工具栏中的工具栏中的Start Start Compilation Compilation 按钮按钮按钮按钮、在、在、在、在ProcessingP
44、rocessing菜单中选择菜单中选择菜单中选择菜单中选择StartStart子菜单中的子菜单中的子菜单中的子菜单中的分步编译操作分步编译操作分步编译操作分步编译操作对编译给出的错误信息进行定位：选中错误信息，单击右键，在弹出的菜对编译给出的错误信息进行定位：选中错误信息，单击右键，在弹出的菜对编译给出的错误信息进行定位：选中错误信息，单击右键，在弹出的菜对编译给出的错误信息进行定位：选中错误信息，单击右键，在弹出的菜单中选择单中选择单中选择单中选择LocateLocate来实现对错误的定位来实现对错误的定位来实现对错误的定位来实现对错误的定位第57页/共63页2023/2/1459SOPCS
45、OPC硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例电子钟设计：电子钟设计：4 4）工程编译）工程编译工程编译：分析与综合、适配、汇编、时序分析工程编译：分析与综合、适配、汇编、时序分析4-34-3）编译工程）编译工程 第58页/共63页2023/2/1460SOPCSOPC硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例电子钟设计：电子钟设计：5 5）程序配置下载）程序配置下载5-15-1）编程硬件安装）编程硬件安装 第59页/共63页2023/2/1461SOPCSOPC硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例电子钟设计：电子钟设计：5 5）程序配置下载）程序配置下载5-15-1
46、）编程硬件安装）编程硬件安装 第60页/共63页2023/2/1462SOPCSOPC硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例硬件设计实例电子钟设计：电子钟设计：5 5）程序配置下载）程序配置下载5-25-2）编程下载）编程下载 第61页/共63页2023/2/1463SOPCSOPCSOPCSOPC硬件开发环境及硬件开发流程硬件开发环境及硬件开发流程硬件开发环境及硬件开发流程硬件开发环境及硬件开发流程小结小结小结小结 1 1）介绍了）介绍了QuartusQuartus、SOPC BuilderSOPC Builder软件软件2 2）介绍了）介绍了QuartusQuartus软件的原理图输入方式、软件的原理图输入方式、MegaMega库的使用库的使用3 3）介绍了）介绍了SOPCSOPC硬件开发流程硬件开发流程4 4）以电子钟设计为例，介绍了）以电子钟设计为例，介绍了SOPCSOPC硬件系统建立的过程和方法硬件系统建立的过程和方法第62页/共63页