SOPC技术基础教程 第2章 Quartus II开发环境的使用

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1、第2章SOPC开发流程及QuartusII的使用2.1SOPC开发流程和开发工具SOPC设计包括硬件和软件两部分。硬件设计：主要基于QuartusII和SOPCBuilder。软件设计：基于NiosIIIDE。SOPC开发流程简图分析系统需求NiosII内核&标准外设定制指令&定制外设逻辑硬件抽象层(HAL)&外设驱动程序用户C/C++应用程序代码和定制的库自定义的功能模块建立QuartusII工程，建立顶层图*.bdf打开SOPCBuilder定义和生成系统集成SOPC生成的系统到QuartusII工程使用NiosIIIDE开发

2、软件Altera的LPM模块连接各功能模块选择FPGA型号并进行管脚分配进行编译选项设置编译硬件系统生成配置文件sof编译软件生成可执行文件elf在目标板上下载可执行软件到NiosII系统下载配置文件到FPGA器件在目标板上运行/调试软件调试好的硬件和软件在IDE中使用ISS运行/调试软件设置软件运行硬件环境属性使用IDE编程工具烧写配置文件和软件代码在进行SOPC开发之前，首先必须确定系统的需求，如应用系统需求的计算性能、需要的带宽和吞吐量、需求的接口类型以及是否需求多线程的软件等。每个开发过程开始时都应建立一个工程，Quart

3、usII是以工程的方式对设计过程进行管理。在工程中建立顶层模块文件.bdf相当于传统电路设计中的电路板（PCB）。在SOPCBuilder中添加需要的功能模块（NiosII及其标准外设模块），完成后生成一个系统模块。如果需要，用户可以定制指令和外设逻辑。(可参考第8章)SOPC开发流程简图分析系统需求NiosII内核&标准外设定制指令&定制外设逻辑硬件抽象层(HAL)&外设驱动程序用户C/C++应用程序代码和定制的库自定义的功能模块建立QuartusII工程，建立顶层图*.bdf集成SOPC生成的系统到QuartusII工程使用N

4、iosIIIDE开发软件Altera的LPM模块连接各功能模块选择FPGA型号并进行管脚分配进行编译选项设置编译硬件系统生成配置文件sof编译软件生成可执行文件elf在目标板上下载可执行软件到NiosII系统下载配置文件到FPGA器件在目标板上运行/调试软件调试好的硬件和软件在IDE中使用ISS运行/调试软件设置软件运行硬件环境属性在QuartusII软件中包含了大量的Altera公司提供的LPM功能模块，相当与传统设计中除处理器以外的逻辑芯片(如74系列)；当设计中现有模块不能满足设计要求时，可设计自己的功能模块。并在顶层模块中

5、使用；打开SOPCBuilder定义和生成系统在顶层模块中，分别将SOPCBuilder生成的系统模块、LPM功能模块以及用户自定义功能模块添加到顶层模块中;然后将各个功能模块用连线连起来组成系统功能原理图。这个两过程类似传统电路设计中，将所有要使用的芯片焊接到电路板上，然后通过PCB上的连线将各个芯片连接起来，组成电路系统。使用IDE编程工具烧写配置文件和软件代码SOPC开发流程简图分析系统需求NiosII内核&标准外设定制指令&定制外设逻辑硬件抽象层(HAL)&外设驱动程序用户C/C++应用程序代码和定制的库自定义的功能模块建

6、立QuartusII工程，建立顶层图*.bdf集成SOPC生成的系统到QuartusII工程使用NiosIIIDE开发软件Altera的LPM模块连接各功能模块选择FPGA型号并进行管脚分配进行编译选项设置编译硬件系统生成配置文件sof编译软件生成可执行文件elf在目标板上下载可执行软件到NiosII系统下载配置文件到FPGA器件在目标板上运行/调试软件调试好的硬件和软件在IDE中使用ISS运行/调试软件设置软件运行硬件环境属性打开SOPCBuilder定义和生成系统为系统功能原理图选择芯片载体并为各个输入输出信号分配芯片的管脚；

7、设置编译选项，从而让编译器按照用户设定来进行编译；编译系统生成硬件系统的配置文件*.sof和*.pof。编译系统是一个非常复杂的过程，包括优化逻辑的组合、综合逻辑、适配FPGA、布线以及时序分析等步骤。使用IDE编程工具烧写配置文件和软件代码SOPC开发流程简图分析系统需求NiosII内核&标准外设定制指令&定制外设逻辑硬件抽象层(HAL)&外设驱动程序用户C/C++应用程序代码和定制的库自定义的功能模块建立QuartusII工程，建立顶层图*.bdf集成SOPC生成的系统到QuartusII工程使用NiosIIIDE开发软件Al

8、tera的LPM模块连接各功能模块选择FPGA型号并进行管脚分配进行编译选项设置编译硬件系统生成配置文件sof编译软件生成可执行文件elf在目标板上下载可执行软件到NiosII系统下载配置文件到FPGA器件在目标板上运行/调试软件调试好的硬件和软件