嵌入式FPGA/SoPC技術實驗與實踐教程（簡體書）

《嵌入式FPGA SoPC技術實驗與實踐教程》分基本理論和實踐兩大部分。基本理論部分介紹了FPGA和SOPC的基本理論，QuartusⅡ軟件的使用方法、基于FPGA的開發技術、NiosⅡ嵌入式系統開發過程、NiosⅡ的常用組件與編程和SOPC技術的應用。實踐部分結合常用的開發實例介紹IDEQuartusⅡ的設置，新建工程或文件、編譯和下載文件的過程、方法及技巧。SOPCBuilder設計流程、NiosⅡ軟核處理器、NiosⅡ軟核處理器的配置方法。講述了NiosⅡ嵌入式軟核處理器設計、SoPC的軟／硬件結合開發流程、NiosⅡ的開發平臺和集成開發環境（IDE）特點和：NiosⅡ的外圍接口等。
《嵌入式FPGA SoPC技術實驗與實踐教程》適合作為大學二年級以上的電子類、計算機類、自動化類和機電類等專業的本科生的教材或教學參考書，也可作為專業技術人員的培訓參考資料。

《嵌入式FPGA SoPC技術實驗與實踐教程》：站在工程、開發和研究三個角度，進行實踐性教學環節的設計。從社會對計算機專業人才能力需求的角度，系統地規劃計算機實驗和實踐的方式和內容。開發實訓驗證型、開發研究型等不同層次的教學內容.以滿足大專、本科以及某些研究生層次的教學需求。以系統性、開放性、經典性和適用性等全新的面貌呈現在中國的計算機教學領域。精心挖掘和遴選作者.把他們多年積累的教學經驗編寫成教材。每本書都經過編委會委員的精心篩選和嚴格評審，嚴把質量關。

第1部分 基本理論第1章 緒論
1.1 嵌入式系統簡介
1.2 FPGA簡介
1.3 SoPC技術簡介
1.4 硬件描述語言及其程序的基本架構
1.5 基于FPGA／SoPC實現嵌入式系統概述

第2章 Altera可編程器件與QuartusⅡ軟件應用
2.1 A1tera可編程邏輯器件
2.2 QuartusⅡ簡介
2.3 QuartusⅡ的安裝過程與使用
2.4 QuartusⅡ設計流程

第3章 Avalon總線與NiosⅡ處理器
3.1 Avalon總線
3.2 NiosⅡ嵌入式處理器
3.3 NiosⅡ體系架構

第4章 基于SoPC的NiosⅡ處理器設計
4.1 SOPCBuilder簡介
4.2 SOPCBuilder的組成與功能
4.3 基于SOPCBuilder解決嵌入式處理器外設設計面臨的挑戰
4.4 參數模塊庫的使用
4.5 基礎預備實驗示例

第2部分 基本實驗
第5章 QuartusⅡ和SignalTapⅡ的使用
5.1 實驗預備
5.2 實驗目的
5.3 實驗內容
5.4 實驗原理
5.5 實驗步驟
思考題

第6章 Hello-word實驗及SoPC設計基礎
6.1 實驗目的
6.2 實驗內容
6.3 實驗原理
6.4 實驗步驟
思考題

第7章 LED實驗
7.1 實驗目的
7.2 實驗內容
7.3 實驗原理
7.4 實驗步驟

第8章 自定義IP核——點陣驅動
8.1 實驗目的
8.2 實驗內容
8.3 實驗原理
8.4 實驗步驟

第9章 軟硬件結合設計
9.1 實驗目的
9.2 實驗內容
9.3 實驗原理
9.4 實驗步驟

第10章 基于實時操作系統C／OSⅡ多任務系統
10.1 實驗目的
10.2 實驗內容
10.3 實驗原理
10.4 實驗步驟

第11章 工程實踐項目——基于DOS的正弦信號發生器
11.1 實驗目的
11.2 實驗內容
11.3 實驗原理
11.4 實驗步驟

第12章 基于MCU5liP軟核的嵌入式系統設計
12.1 實驗目的
12.2 實驗內容
12.3 實驗原理
12.4 實驗步驟

第3部分 創新與自主設計
第13章 自主設計鞏固與提高
13.1 Exercise1流水燈實驗
13.2 Exercise2關于J1"AGUART、通信
13.3 Exercise3LCDMODULE（LCM）顯示實驗

第14章 自主設計實例方案
14.1 基于FPGA技術的實時視頻監控系統
14.2 基于FPGA技術的電子相冊設計
14.3 基于FPGA技術的MP3音樂播放器
14.4 基于FPGA技術的軟件無線電平臺
14.5 基于FPGA技術的對講機設計附錄A網絡資源及專業網站、FPGA開發博客信息附錄B實驗中常見錯誤及處理辦法參考文獻後記

（3）更好的庫存管理一嵌入式系統通常包含了來自多個生產商的多種處理器，以應付多變的系統任務。當一種器件多余而另一種短缺時，就會發現管理這些處理器的庫存也是個問題。但是使用標準化的NiosⅡ軟核處理器，庫存的管理將會大大簡化，因為通過將處理器實現在標準的FPGA器件上，減少了處理器種類的需求。
5.應付產品的生命周期
開發人員希望快速將他們的產品推向市場，保持一個較長的產品生命周期，避免更新換代。基于NiosⅡ的系統在以下幾個方面可以幫助用戶實現此目標。
（1）加快產品的上市時間——FPGA可編程的特性使其具有最快的產品上市時間。NiosⅡ系統的這些靈活性和加速上市的特性源于A1tera提供完整的開發套件、眾多的參考設計、強大的硬件開發工具（SOPCBuilder）和軟件開發工具（NiosⅡIDE）。許多客戶借助Nios開發套件所帶的設計，在幾個小時內就創建了設計的原型。由于將NiosⅡ處理器放置于FPGA內部就可以驗證外部的存儲器和I／0組件，電路板設計得以顯著地加速。
（2）建立有競爭性的優勢——維持一個基于通用硬件平臺的產品的競爭優勢是非常困難的。而創建一個SOPC系統且帶有一個或多個NiosⅡ處理器，具備硬件加速、定制指令、定制的可裁減的外設等配置系統，給對手的超越制造了有效的障礙，具備了競爭的優勢。
（3）延長了產品的生存時間——搶先占領市場通常會使產品的完善程度低于實際的所需。使用NiosⅡ處理器的SOPC產品帶來的一個獨特優勢就是能夠升級硬件的特性，即使產品已經交付給客戶，同樣，軟件也可以定期升級。這些特性可以解決如下問題：
?延長產品的生存時間，隨著時間的增加，可以不斷有新的特性添加到硬件中。
?減少由于標準的制定和改變而帶來的硬件上的風險。
?簡化了硬件缺陷的修復和排除，不再需要做RMA和其他重復工作。
?避免處理器的過時——嵌入式處理器供應商通常提供一個很寬的配置選擇范圍以適應不同的客戶群。不可避免的是，某個或多個處理器有可能會因為生產計劃等原因而停止供應或很難尋找。Nios設計人員擁有在AlteraFPGA上使用和配置基于Nios的設計的永久許可。一個基于Nios的設計可以容易的被重新實現在新系列的FPGA器件中，從而保護了應用軟件的投資。
?在產品產量增加的情況下減少成本——一旦一個FPGA的設計被選定，并且打算進行大批量的生產，可以選擇將它移植到Altera的Hardcopy中，一種結構化的ASIC系列，從而減少了成本并提升性能——這僅需幾周時間。Altera還可以提供NiosⅡ處理器的ASIC制造許可，就可以將包含NiosⅡ處理器、外設、Avaion交換式總線的設計移植到基于單元的ASIC中。