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1、基于NIOSII的游戏平台开发设计摘要NiosII作为软核处理器，固化在FPGA内部，NiosII占用一定得片内资源实现强大的处理器功能。相对于常见的硬核处理器，NiosII软核处理器的成本更低，灵活性更高，实现更简易，而且开发速度更快速。基于NiosII嵌入式系统可应用领域很广，包括无线通讯、医疗器械、交通、消费电子、工业控制、军事和航空航天等。本设计为一个基于NiosII的游戏平台，主要设计内容包含VGA控制模块、PS/2键盘控制模块及驱动程序的编写。所有模块都是以IP核形式开发、然后挂在Av
2、alon总线上同其他设备通讯。VGAIP核包含了时序发生器模块、DMA模块、FIFO模块、Avalon接口模块；PS/2键盘控制器IP核包含时序状态机、ASCII译码模块。最后使用SOPCBuilder将NiosII、VGAIP、PS/2键盘控制器等集成起来，使用QuartusII编译工程，下载到实验板验证，本设计使用了俄罗斯方块游戏作为验证，游戏可流畅稳定运行，达到设计目的。关键词：NiosII，VGAIP，PS/2，软核，游戏，SOPC6ABSTRACTNiosIIassoft-corepro
3、cessorsinFPGAtakesmustpieceinsideresourcestoachievethepowerfulprocessorfunction.Comparedwithcommonhardwarecoreprocessors,NiosIIsoft-coreprocessorsofcheaper,simpler,moreflexible,andmorerapiddevelopmentspeed.BasedonNiosIIembeddedsystemcanbeusedwideareas
4、,includingwirelesscommunication,medicalequipment,transportation,consumerelectronics,industrialcontrol,militaryandaerospace,etc.ThisdesignisbasedonaNiosIIgameplatform,themaindesigncontentincludesVGAcontrollormodule,PS/2keyboardcontrollormoduleanddriver
5、s.AllmodulesaredevelopedwithformsofIPcoreAvalon,hangingonthebuswithotherdevicecommunications.TheVGAIPcorescontainingVGAtiminggeneratormodule,theDMAmodule,FIFOmodule,Avaloninterfacemodule.PS/2keyboardcontrollorIPcorecontaintimingstatemachine,ASCIIdecod
6、ingmodule.FinallyusingtheSOPCBuilderwillNiosII,VGAIP,PS/2keyboardcontrolloretc,useQuartusIIintegrate,downloadtocompileengineeringdesign,theexperimentalboardgametetrisusedastest,stableoperation,smoothgamecanreachthedesignpurpose.KEYWORDS：NiosII，VGAIP，P
7、S/2，softcore，game，SOPC6目 录前 言1第1章绪论2§1.1选题背景及研究意义2§1.1.1基于FPGA嵌入IP硬核的SOPC系统2§1.1.2基于FPGA嵌入IP软核的SOPC系统3§1.1.3NiosII处理器的的特点及优势4§1.2主要研究内容5§1.3论文结构6第2章VGA控制器IP核设计7§2.1VGA时序及显示原理7§2.2VGA控制器的模块划分8§2.2.1系统工作原理8§2.2.2VGAController工作原理9§2.3时序发生器模块设计10§2.4DMA控
8、制器模块12§2.5FIFO模块13§2.6Avalon总线接口模块14§2.6.1基本从端口读模式15§2.6.2基本从端口写模式16§2.6.3Avalon总线上的主端口读传输16§2.6.4VGA控制器Avalon接口的设计17第3章PS/2键盘控制器IP核设计20§3.1PS/2通讯协议简介20§3.1.1PS/2设备到主机的通信20§3.1.2主机到PS/2设备的通讯21§3.1.3PS/2键盘简介21§3.2PS/2键盘控制器设计226§3.2.1设计思想22§3.2.
