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基于FPGA的嵌入式系统设计
作者：张改莲来源：《价值工程》2011年第19期
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摘要：随着计算机体系结构理论的完善，嵌入式技术不断取得新进展，其研究和应用已成为当前的热门技术。SOPC是Altera公司提出的一种灵活、高效的片上系统设计方案。重点介绍基于NiosⅡ内核处理器的嵌入式SOPC开发板的设计。
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关键词：嵌入式系统NiosⅡ内核FPGA
Keywordsembeddedsystem；NiosⅡker
el；FPGA
中图分类号：TP39文献标识码：A文章编号：10064311（2011）19017101
0引言
随着微电子应用技术的迅猛发展，集成电路正朝着高集成度、低功耗、高速的方向深入发展。SOPC（Systemo
ProgrammableChip片上可编程系统）无疑是现代电子技术和电子系统的结合点和研究方向。简单而言，SOPC技术就是要在一块FPGA上实现一个完备的电子系统，即整个系统由一个芯片来实现其主要功能，同时达到系统电路在规模大小、可靠性、使用功能、开发维护成本、产品升级、上市周期等多方面实现最优化方案。
1NiosII嵌入式软核处理器的特点
嵌入式处理器软核以Altera公司所开发的产品为代表，在市场上具有一定影响力，NiosII嵌入式处理器是一种采用流水线技术、单指令流的RISCReducedI
structio
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其大多数系统指令可以在一个时钟周期内完成。为了与用户自定义逻辑相结合NiosII处理器还配置了通用处理器，方便用户自己根据需求将二者整合在一个FPGA片上系统。
2基本FPGA的嵌入式系统
21SOPC系统概念一个SOPC系统通常由三部分组成，即FPGA、存储单元和外部接口。FPGA部分是建立在FPGA芯片内的，核心是Nios处理器Core，SOPC设计的主要的主要对象就是FPGA部分。SOPC设计中如果需要新的外设可直接在FPGA内部加入相应模块，是外设模块直接通过片上总线和处理器通讯。这样的好处一方面是不需要在PCB层面上进行修改，其次是无需因为外设需要来增加设备或更换CPU。从而提高系统设计的效率，降低了成本。这也是SOPC与一般的嵌入式系统的本质区别。
22SOPC的实现SOPC技术是一种灵活、高效的设计理念。自从被Altr