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本书主要介绍Nios CPU的结构,并结合Quartus II软件的基本使用方法

,以大量的设计实例作为切入点,引导读者快速掌握EDA设计技术。本书图

文并茂,举例简明易懂,适合于不同读者选用。

本书分为4篇,各篇内容相互独立,读者可以根据需要,选读自己所关

注的内容。

本书**篇介绍Nios CPU及外设,是SOPC的基础,所涉及的内容有Nios

CPU的结构、Avalon总线、外设的组织和使用。第二篇通过具体实例介绍Qua

rtus II软件的使用方法,在此基础上,通过适当规模的数字系统设计(数字

电子钟、数字频率计、电子抢答器、出租车计价器),分别展示了原理图、V

erilog、VHDL及混合系统设计的特点。第三、四篇向读者介绍Nios CPU的使

用方法,并备有一定数量的实验(第三篇介绍Nios

CPU的应用,第四篇介绍NiosII CPU的应用)。为方便读者学习,本书含配套

光盘一张。

本书可供相关专业在校大学生、研究生使用,亦可供电子工程师和业余

爱好者使用。

**篇 Nios CPU及外设

第1章 NiOS CPU

1.1 指令总线主端口

1.2 数据总线主端口

1.3 高速缓存

1.4 移位单元

1.5 乘法支持

1.6 中断支持

1.7 Nios片上调试模块(OCI模式)

第2章 Nios CPU编程模型

2.1 寄存器

2.2 存储器结构

2.3 寻址方式

2.4 程序流程控制

2.5 异常事件

2.6 流水线

第3章 Avalon总线

3.1 概述

3.2 术语和概念

3.3 Avalon总线传输

3.4 Avalon从端口传输

3.5 Avalon主端口传输

3.6 **Avalon总线传输

3.7 片外设备与Avalon总线的接口

3.8 Avalon总线地址对齐方式

3.9 连接到外部设备

第4章 外设的组织与使用

4.1 SOPC Builder与PTF文件

4.2 定时器

4.3 并行输入/输出口

4.4 异步收发器(UART)

4.5 DMA控制器

4.6 串行外围设备接口(SPI)

第二篇 Quartus II应用入门

第5章 Quartus II应用基础

5.1 原理图工程

5.2 文本文件(Verilog)工程

5.3 文本文件(VHDL)工程

5.4 文本文件(AHDL)工程

5.5 混合工程(自底而上)

5.6 混合工程(自顶而下)

第6章 设计举例

6.1 7段数码管译码器(DE4-7)

6.2 8选l多路选择器(MUL8_1)

6.3 计数器(CNTl000)

6.4 50 kHz分频器

6.5 动态数码管显示(DISPLAY)

6.6 数字电子钟(CLK)

6.7 数字频率计(FREQ)

6.8 电子抢答器

6.9 出租车计价器

第7章 QuarIus II的工具

7.1 在线逻辑分析仪(SignalTap II)

7.1.1 捕捉条件

7.1.2 存储深度

7.1.3 观察信号

7.1.4 在线逻辑分析仪使用举例

7.2 TCL屏幕控制台

第8章 Vbrilog语言设计举例

8.1 数字电子钟

8.1.1 分频器CNTl000?V

8.1.2 分频器CNT50000?V

8.1.3 六十进制计数器CNT60?V

8.1.4 二十四进制计数器CNT24?V

8.1.5 时钟控制CLl∽?V

8.1.6 动态显示DISPL,AY?V

8.2 数字频率计

8.2.1 14位计数器CNTl481TE_V

8.2.2 14位D触发器DFFl481TE_V

8_3 电子抢答器.

8.3.1 抢答识别MS-SL_l_V

8.3.2 三选一MUL3_V

8.3.3 积分器J/FEN_V

8.4 出租车计价器

8.4.1 分频器X7456-v

8.4.2 二选一mux_v

8.4.3 计价收费myjijiaqi_v

第9章 VHDL语言设计举例

9.1 数字电子钟(CLK)

9.1.1 分频器count

9.1.2 计数器count?bcd

9.1.3 动态显示器display.

9.1.4 时钟控制tjtme?set

9.2 数字频率计

9.2.1 计数器Ltrigger

9.2.2 14位计数器freq-count

9.2.3 14位锁存器my_dff

9.3 电子抢答器.

9.4 出租车计价器

9.4.1 二选一mux2

9.4.2 计价收费my.jijiaqi

第三篇 Nios应用入门

第10章 SOPC B ujIder

10.1 创建工程项目

10.2 构造Nios CPU及其外设

第11章 GERMS监控.

11.1 GERMS监控简介

11.2 Nios SDK Shell

11.3 Nios SDK Shell的命令

第12章 Nios CPU系统扩展

12.1 扩展外部SRAM

12.1.1 SRAM芯片

12.1.2 SRAM的扩展实例

12.2 扩展外部Flash

12.2.1 性能比较

12.2.2 接口差别

12.2.3 容量和成本

12.2.4 易用性

12.2.5 软件支持

12.2.6 Flash的扩展实例

12.3 串行配置器件

12.4 外部中断

12.4.1 单一外部中断源

12.4.2 多个外部中断源

12.5 定时器

第13章 NiOS系统的接口实验

13.1 模/数转换(AJC0832)

13.2 数/模转换(TLC5620)

13.3 键盘、显示器控制器(7289A)

13.4 点阵液晶显示器(16963C)

13.5 时钟日历(DSl337)

13.6 IC卡(24C01)

13.7 语音录放(1SD25120)

第四篇 Nios II应用入门

第14章 SOPC Builder

14.1 创建工程项目

14.2 构造Nios II CPU及其外设

第15章 NiOS II IDE

15.1 新建工程

15.2 重新进入已有工程

第16章 NiOS CPU系统扩展

16.1 扩展外部SRAM

16.1.1 SRAM芯片

16.1.2 SRAM的扩展实例

16.2 扩展外部Flash

16.2.1 性能比较

16.2.2 接口差别

16.2.3 容量和成本

16.2.4 易用性

16.2.5 软件支持

16.2.6 Flash的扩展实例

16.3 串行配置器件

16.3.1 配置数字逻辑

16.3.2配置CPU系统

16.4 外部中断

16.4.1 单一外部中断源

16.4.2 多个外部中断源

16.5 定时器

第17章 NiOS系统的接口实验.

17.1 模/数转换(ADC0832)

17.2 数/模转换(ILC5620)

17.3 键盘、显示器控制器(7289A)

17.4 点阵液晶显示器(16963)

17.5 时钟日历(DSl337)

17.6 IC卡(24C01)

17.7 语音录放(ISD25120).

附录A 多功能电子学习机系统介绍.

A.1 概述

A.1.1 设计目的

A.1.2 使用对象

A.1.3 多功能电子学习机的特色

A.1.4 多功能电子学习机的结构

A.2 多功能电子学习机的模块.

A.2.1 电源模块

A.2.2 逻辑指示模块

A.2.3 数字量模块

A.2.4 按键模块

A.2.5 并行输入模块

A.2.6 并行输出模块

A.2.7 键盘显示器模块

A.2.8 点阵液晶模块

A.2.9 A/D转换模块

A.2.10 D/A转换模块.

A.2.11 IC卡、日历模块

A.2.12 语音模块.

A.2.13 用户PLD模块

A.2.14 串行(RS232)通信模块

A.2.15 时钟

A.2.16 蜂鸣器

A.2.17 配置模块1

A.2.18 配置模块2

附录B FPGA系统模块

B.1 FPGA模块

B.2 静态RAM模块

B.3 Hash模块

B.4 串行接口模块

B.5 时钟模块

B.6 电源模块

B.7 配置模块

B.8 Nios模块的引脚资源

附录C 实验显示板

C.1 数码管及其驱动

C.2 数码管位驱动

C.3 用户键盘

C.4 用户逻辑指示器

C.5 用户逻辑笔

C.6 连接件