基于FPGA的32位嵌入式软核设计

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1、万方数据论文题目：基于FPGA的32位嵌入式软核设计作者姓名：周苑苑入学时间：专业名称：电子与通信工程研究方向：指导教师：吕常智职称：论文提交日期：论文答辩日期：授予学位日期：筮盥监一旦旦旦5—6—6一生生生4—4—4—11—11—11—0—0—0一莹万方数据THEDESIGNOF32．BITEMBEDDEDSoFTCoREBASEDoNFPGAADissertationsubmittedinfulfillmentoftherequirementsofthedegreeofMASTEROFENGINEERINGfromSh

2、andongUniversityofScienceandTechnologybyZhouYuanyuanSupervisor：AssociateProfessorLvChangzhiCollegeofElectronicCommunicationandPhysicsMay2014万方数据声明本人呈交给山东科技大学的这篇工程硕士学位论文，除了所列参考文献和世所公认的文献外，全部是本人在导师指导下的研究成果。该论文资料尚没有呈交于其它任何学术机关作鉴定。硕士生签名：闫花苑日AFFIRMATIoN期：纠红j1declaretha

3、tthisdeissertationi,submittediannfdu。lnfigllm⋯entof．t．her，e。qu!ir—em—e—n—tJsfortheawardofMalsterofEn91neerikngunlinessSh鬻cUednive—rsityol3ledcteng“ccIllL^lUTechnology,iswh01lymyownwork咖k豁一!托l『需eotOalnacK—n—ow．1c茹elmiclit：documenthasnotbeensubmittedforqualiticatlon

4、a【aⅡYOgUc!n。nu‘山1～Signature：Date：万方数据山东科技人学顾l：学位论义摘要随着计算机技术的发展，嵌入式系统已广泛应用于工业、家电、机电等众多领域。其中大多数应用是基于ARM、PowerPC、MIPS等硬核处理器，虽然技术比较成熟，但生产成本较高，设计周期长，设计的灵活性较差，一旦产品完成便不易升级。而NiosII是Altera公司为实现SOPC技术而设计的第二代FPGA嵌入式处理器，在FPGA中以软核的形式实现，具有高度的灵活性和可配置性，弥补了硬核处理器的不足。论文的主要工作是以FPGAEP

5、2C8Q芯片为核心，探究NiosII嵌入式处理器的软件架构以及基于此软核设计了部分功能，以验证软核启动的可行性和正确性。软核设计主要实现LED流水灯设计和LCD显示SD卡信息的设计以及uClinux在NiosII上的移植。SD卡设计部分摒弃了直接编写代码操作SD卡里的FAT文件系统这一方法，因其需要的工作量还是挺大的，而是参照了RolandRiegel开源的SD．Reader项目提供的AVR平台下操作SD卡的范例，移植SD．Reader项目中关于SD卡操作的部分代码到NiosII软件平台，通过修改MMC／SD／SDHCCa

6、rdRawAccess程序模块实现操作SD的低级驱动，此方法简单易行。LCD显示屏选用的是XYF480272C．TP液晶屏，为显示SD卡里的图片，使用了Image2LCD工具将图片转换成二进制数据格式，然后写入LCD显存中。移植uClinux到软核中是本论文的一个重点，因开发板上没有足够的硬件资源，因此采用了建立交叉编译环境的方法进行开发。实验表明基于FPGA设计的此32位软核工作性能良好，运行速度快，随着嵌入式系统的快速发展，论文中提出的uClinux操作系统移植具有重要的参考价值。因uClinux还继承了Linux的网

7、络操作系统优势，能很方便的支持网络文件系统，且可内嵌TCPflP协议，所以此软核有很大完善的空间。关键字：FPGA，SOPC，NiosII，uClinux万方数据山东科技人学颂Ij学位论义摘要ABSTRACTWiththedevelopmentofcomputertechnology,Embeddedsystemhasbeenwidelyusedinmanyfieldsincludingindustry,homeappliance，mechanicalandelectrical．Mostapplicationsarebas

8、edonARM，PowerPC，MIPSandotherhardcoreprocessor,Althoughthetechnologyisrelativelymature，butthehighercostofproduction，thelongdesigncycle，poorflexibilitydes