基于NiosII的LED实验.doc

实验:建立简单的 NIOSII 系统一、实验目的 1、学习 QuartusII 、 SOPC Builder 、 NiosII IDE 的基本操作。 2、初步了解 SOPC 的开发流程。 3、初步了解 NIOSII IP核的设计流程。 4、掌握 NIOSII IDE 软件的开发流程的使作调试方法。二、实验设备 1、硬件: PC 机, SOPC-NIOS II EDA/SOPC 系统开发平台。 2、软件: QuartusII 、 SOPC Builder 、 NiosII IDE 。三、实验内容快速建立一个用于控制 LED 灯闪烁的最简单的 NIOS II处理器系统,让使作者了解一个 SOPC 开发的基本流程。整个开发流程包括以下几个步骤: 1、在 QuartusII 中建立一个工程。 2、使用 SOPC Builder 建立并生成一个简单的 NIOS II硬件系统。 3、在 QuartusII 中编译这个简单的 NIOS II硬件系统并生成其配置文件. SOF 或. POF 文件。 4、在 NiosII IDE 中建立一个相对应于这个 NIOS II硬件系统的用户 C/C++ 工程, 编写一个简单的用于处理这个简单 NIOS II硬件系统的用户程序。 5、在 NiosII IDE 中编译、修改、调试用户程序,最后生成可执行文件. elf 文件。 6、将配置文件. SOF 和可执行文件. elf都下载到 FPGA 进行调试运行。四、实验原理为了使读者更加快速的了解 SOPC 的开发流程,在这个实验中,我们建立一个最简单的 SOPC 系统。控制 LED 灯闪烁的用户程序代码很小,我们直接可以将其固化在片内的 ROM 中来执行。运行时使用片内的 RAM 。因此这个 NIOS II系统可以不使用任何处部的存储器。相关的实验电路请参考用户手册。整个系统框图如图 1-1 所示。 SOPC-NIOSII EDA/SOPC System Platform NIOSII Experiment Guidance 5图 1-1 控制 LED 的 NIOSII 系统框图我们还可以根据设计的需要,将其它的一些逻辑电路加入 FPGA 中。 NIOSII 系统可以与其它的逻辑电路相互作用。在本实验中只用到了 NIOSII 系统,没有将其它的逻辑电路设计进去。五、实验步骤 1、使用 QuartusII 建立一个工程文件 1)选择开始>程序>Altera> ,运行 QUARTUSII 软件。或者双击桌面上的 QUARTUSII 的图标运行 QUARTUSII 软件,出现如图 1-2 所示,如果是第一次打开 QUARTUSII 软件可能会有其它的提示信息,使用者可以根据自己的实际情况进行设定后进入图 1-2 所示界面。图1-2 QUARTUSII 软件运行界面 SOPC-NIOSII EDA/SOPC System Platform NIOSII Experiment Guidance 62)选择软件中的菜单 File>New Project Wizard ,新建一个工程。如图 1-3 所示。 3)点击图 1-3 中的【 NEXT 】进入工作目录,工程名的设定对话框如图 1-4 所示。第一个输入框为工程目录输入框,用户可以输入如 e:/SOPC 等工作路径来设定工程的目录,设定好后,所有的生成文件将放入这个工作目录。第二个输入框为工程名称输入框,第三个输入框为顶层实体名称输入框。用户可以设定如 EXP1 ,一般情况下工程名称与实体名称相同。使用者也可以根据自已的实际情况来设定。图1-3 新建工程对话框图1-4 指定工程名称及工作目录 SOPC-NIOSII EDA/SOPC System Platform NIOSII Experiment Guidance 74)点击【 NEXT 】,进入下一个设定对话框,按默认选项直接点击 NEXT 进行器件选择对话框。如图 1-5 所示。这里我们以选用 Cyclone 系列芯片 EP1C12F324C8 为例进行介绍。用户可以根据使用的不同芯片来进行设定,其过程基本相同。图 1-5 器件选择界面首先在图 1-5 的对话框的左上方的 Family 下拉菜单中选取 Cyclone ,在中间右边的 Speed grade 下拉菜单中选取 8,在左下方的 Available devices 框中选取EP1C12F324C8 ,点击【NEXT 】完成器件的选取,进入 EDA TOOL 设定界面如图 1-6 所示。图1-6 EDA TOOL 对话框 SOPC-NIOSII EDA/SOPC System Platform NIOSII Experiment Guidance 85)在按默