PDF《SOPC设计中的用户自定义逻辑》

1975 生成技术,硬 软件协同设计;

陈泽文,高工;

彭澄廉,教授、博导 / 收稿日期:2003-07-30 : E-mail [email protected] 设计中的用户自定义逻辑 SOPC 方茁,陈泽文,彭澄廉 (复旦大学计算机与信息技术系, 上海 )

200433 摘要: 是 公司提出的一种灵活、高效的片上系统设计方案,它可以有选择地将处理器、存储器、 等系统设计需要的组件 集SOPC Altera I/O 成到一个 器件上.但是为了构建一个高效的片上系统,用户需要面向应用的 组件. 组件可以由供应商提供,或者是用户自定义.在PLD IP IP 设计中可方便地加入用户自定义逻辑,而用户自定义逻辑具有灵活性、紧耦合性、高效率、低功耗等特性,使 设计的优越性得 以SOPC SOPC 充分体现.该文简要介绍了 设计架构,然后通过一个实例,详细介绍了 设计中用户自定义逻辑的实现方法和效果. SOPC SOPC 关键词:片上可编程系统;

核;

用户自定义逻辑;

微处理器 IP NIOS User-defined Logic in SOPC Design , , FANG Zhuo CHEN Zewen PENG Chenglian (Department of Computer and Information Technology, Fudan University, Shanghai 200433) 【Abstract】 、 SOPC is a flexible efficient SOC design methodology which is developed by Altera corporation. It can build a SOC design by integrating 、 、 processor memory I/Os and other peripherals selectively into a PLD. In order to build an efficient SOC, application-oriented IP cores are needed. IP cores can be provided by manufacturer or come from user-defined logic. User-defined logic can be added conveniently into SOPC design and it is the 、 、 flexibility tight coupling high efficiency and low power consuming of user-defined logic that render SOPC special advantage. In this paper, the architecture of SOPC design will be firstly presented, after that an example is given, through which the implementation and the effect of a user-defined logic in SOPC design are demonstrated. 【Key words】 ;

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SOPC IP core User-defined logic NIOS microprocessor 第30卷第17期Vol.30 №

17 计算机工程Computer Engineering 2004年9月September

2004 ・基金项目论文・ 中图分类号:TP311 文章编号:1000―3428(2004)17 ―0042―03 文献标识码:A ―42― 后,把编译文件下载到开发板上进行验证. 用SOPC进行开发的一般流程如图1所示. 图1 SOPC开发流程 开发实例

2 实例简介 2.1 在进行 设计时,有些系统功能可以由 库中提供 SOPC IP 的组件来实现.虽然 库中提供的组件可以完成系统所需的 IP 功能,但有时显得不够灵活.比如要并行处理几个输入源的 输入数据,用 作为输入源实现时,每个输入源每次输入 PIO 都要产生一个中断.当输入源较多时,对这些中断源的处 理,增加了处理器的负担.为解决这个问题,可由用户自定 义逻辑来实现这个功能. 下面的实例是一个小型的嵌入式系统的实现,并不涉及 到从系统说明到最后实现的所有步骤,主要介绍了其中的硬 软件划分 / [2] 及最后的实现部分.这个系统主要包括以下功能 部件: 一个处理器,用于运算及控制功能. 一个用户 (1) (2) 自定义逻辑,对 开发板上的 个按钮动作的并行计 Excalibur

3 数. 用户程序,读取用户逻辑对按钮的计数并显示其结 (3) 果.其中第 、 项由硬件实现,第 项由软件实现. (1) (2) (3) 开发平台及 处理器 2.2 Excalibur NIOS 本实例是在 开发平台上实现的. 开发 Excalibur Excalibur 平台是 公司的一个样机平台,上面除集成有一块 Altera APEX EP20K200 EF C484-2X可编程芯片外 还有 , SDRAM、F lash、Controller 、PIO、JTAG 接口等外设.结合Altera 的Quartus II应用软件及SPOC Builder,可以把设计的嵌入式系 统下载到 开发板上进行验证.如果各项标准符合设 Excalibur 计要求,就可以投片生产. 本实例在 芯片上实现的是 微处理器. EP20K NIOS NIOS 微处理器是 公司研制的一种 型处理器 Altera RISC [3] .它有两 个版本: 位与 位版本. 处理器支持流水线技术,