【硕士论文】基于Nios Ⅱ软核CPU嵌入式消息转发系统的设计与实现.pdf

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1、西南交通大学硕士学位论文基于NiosⅡ软核CPU嵌入式消息转发系统的设计与实现姓名：唐如鸿申请学位级别：硕士专业：计算机应用技术指导教师：李成忠20060601西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要论文紧跟嵌入式系统发展趋势，采用一种新的嵌入式系统设计技术——sOPc(片上可编程系统)技术进行通信产品开发。Nios嵌入式处理器是A1tera公司推出的一个32／16位精简指令处理器软核，能够在可编程逻辑器件上完成SOPC设计。论文分析了NiosII处理器的结构、性能及总线特性。NiosII是Altera公司的最新的sOPc技术

2、，它是一个32位精简指令处理器软核，专门为SOPC设计的一种cPU，它以IP核的形式提供给嵌入式设计者。它的可配置特性给嵌入式系统设计带来了更大的灵活性，为嵌入式系统的设计提供了一种全新的思路。能够在可编程逻辑器件上完成SOPc设计。通过将32位高性能处理器在内的多种应用模块嵌入到一个通用的FPGA内，实现了一个完全可重置的嵌入式系统。论文对NiosII在通信领域的应用进行研究和验证。将NiosII软核应用在通信产品主控板上，作为主CPu的协处理器，分担主CPU的业务功能。在stratixⅡFPGA芯片内，实现一个NiosII

3、软核用于主控板与业务板的通信管理。最后，对系统进行了测试和验证，分析了测试结果，验证了本系统方案设计的正确性和基于Nios处理器实现可编程片上系统的可行性。尝试用新的sOPc技术，在软、硬件开发过程中，缩短设计开发周期，达到应用功能的快速实现，节约开发成本，优化性能和资源。成功地实现和验证了Nios软核处理器对大流量通信信息处理，并在公司推广了Nios软核处理器的应用与研究。关键词：嵌入式系统，Bootloader，sOPc，NiosII，uc／OsII，FPGA，UART西南交通大学硕士研究生学位论文第Ⅱ页AbstractT

4、hethesisfollows0ntheheels0ftTend0fembeddedsystemdesigntechnology，htroducesanewtechⅡologVOfembeddedsVstemdesi纳———SOPCtechnolOgy’andapplyin2itto11eseallch0fcommunications．NiOsembeddedprocessorisa32／16．bitRJSCpmcessofsoftcoredevelopedbyAlterathatfhcjljlat髂SOPCdesi印衄FPG

5、A．ThethesisanalysestheNiosIIp眦ssorsoftcorc，includiⅡgstmctllreOfsystem，performanceofwoI酗ngandch缸acte工istic0fAvalonbus．theNiosIIprocessorsoftcoreisthclatesttechIlolOgVofSOPC．NiosⅡisa32-bilRISCprocessorsOftcOre；NiosisakiⅡdofCPUtllatdesi龋edforSOPCspeciaUy．Forembeddedsys

6、temdesi鲷er'it’saHndofIPcorc．Nioshasthecharact州stjcofrecOnfigtlr8tiOn，whichbring落mOrenexibilitytothedesiP皿eLNioshas0￡Eereda砝ndofbrand-newtIaiⅡtol’皿beddedSVstemdesigⅡeLncanaccomplishtheSOPCdesignb勰edofFPGA．nrcalizedarecon丘劬窟embeddedsvstembyembeddedtheNiossoftcorc蚴doth

7、ersapDlicationIPdiscrctenessinFPGA．ThethesisresearchandreaIizemeaDplicationofcommunications．ApplyNiosⅡsoftcoreinthemasterboard，Asacopmcessor’panal【ingfIlnctions0fthemainCPU．usingonepieceofStrati】(IIFPGAchiptorealizc也efIlnctionofthcco姗unicatiOnsmanagcmentofmainboarda

8、Ildsubboard．Atthe％d0fthe也esis，t11esystemdesignisrealized锄dvalidatedsuccessfIlllVinthisthesisbVthercsult0ftcsting．trythenewSOPCtechn0109v，i