Verilog SOPC高級實驗教程

第1講　ModelSim SE 6.0的操作1
1.1　創(chuàng)建設計文件的目錄2
1.2　編寫RTL代碼3
1.3　編寫測試代碼3
1.4　開始RTL仿真前的準備工作4
1.5　編譯前的準備、編譯和加載5
1.6　波形觀察器的設置5
1.7　仿真的運行控制5
總結6
思考題6
第2講　Quartus 8.1入門8
2.1　Quartus Ⅱ的基本操作知識8
2.2　Quartus Ⅱ的在線幫助9
2.3　建立新的設計項目9
2.4　用線路原理圖為輸入設計電路 12
2.4.1　圖塊編輯器的使用12
2.4.2　線路原理圖文件與Verilog 文件之間的轉換16
2.5　編譯器的使用16
2.6　對已設計的電路進行仿真19
2.7　對已布局布線的電路進行時序仿真20
總結21
思考題21
第3講　用Altera器件實現(xiàn)電路23
3.1　用Cyclone ⅡFPGA實現(xiàn)電路 23
3.2　芯片的選擇24
3.3　項目的編譯26
3.4　在FPGA中實現(xiàn)設計的電路27
總結35
思考題35
第4講　參數(shù)化模塊庫的使用37
4.1　在Quartus Ⅱ下建立引用參數(shù)化模塊的目錄和設計項目37
4.2　在Quartus Ⅱ下進入設計資源引用環(huán)境37
4.3　參數(shù)化加法-減法器的配置和確認38
4.4　參數(shù)化加法器的編譯和時序分析43
4.5　復雜算術運算的硬件邏輯實現(xiàn)43
總結44
思考題45
第5講　鎖相環(huán)模塊和SignalTap的使用48
5.1　在Quartus Ⅱ下建立引用參數(shù)化模塊的目錄和設計項目48
5.2　在Quartus Ⅱ下進入設計資源引用環(huán)境49
5.3　參數(shù)化鎖相環(huán)的配置和確認49
5.4　參數(shù)化鎖相環(huán)配置后生成的Verilog代碼53
5.5　參數(shù)化PLL的實例引用57
5.6　設計模塊電路引腳的分配59
5.7　用ModelSim對設計電路進行布局布線后仿真圖60
5.8　Signal Tap Ⅱ的使用62
5.8.1　Signal Tap Ⅱ和其他邏輯電路調(diào)試工具的原理63
5.8.2　調(diào)用Signal Tap Ⅱ的方法63
5.8.3　Signal Tap Ⅱ的配置64
總結70
思考題71
第6講　Quartus ⅡSOPCBuilder的使用73
6.1　Quartus ⅡSOPCBuilder的總體介紹73
6.2　SOPCBuilder人機界面的介紹73
6.3　將Nios Ⅱ處理器核添加到系統(tǒng)75
6.4　部件之間連接的確定76
6.5　系統(tǒng)內(nèi)存部件的確定及其在系統(tǒng)中的添加77
6.6　系統(tǒng)構成部件的重新命名和系統(tǒng)的標識符78
6.7　基地址和中斷請求優(yōu)先級別的指定78
6.8　Nios Ⅱ復位和異常地址的設置79
6.9　Nios Ⅱ系統(tǒng)的生成79
6.10　將配置好的 Nios Ⅱ核集成到MyNiosSystem項目81
6.11　用 Nios Ⅱ軟件集成開發(fā)環(huán)境IDE建立用戶程序83
6.12　軟件代碼解釋87
總結88
思考題和實驗88
第7講　在Nios Ⅱ系統(tǒng)中融入IP91
7.1　Avalon總線概況91
7.2　設計模塊和信號輸入電路簡介92
7.2.1　LED陣列顯示接口的設計（ leds_matrix.v ）92
7.2.2　按鈕信號的輸入（button.v）98
7.3　硬件設計步驟100
7.3.1　建一個目錄放置設計文件100
7.3.2　創(chuàng)建設計的組件101
7.3.3　Nios Ⅱ系統(tǒng)的構成105
7.3.4　對Verilog 文件的歸納和編寫設計項目的頂層文件108
7.3.5　用.tcl文件對FPGA引腳的定義110
7.3.6　對項目的編譯113
7.3.7　把編譯生成的電路配置代碼下載到FPGA114
7.4　軟件設計步驟114
7.4.1　建立軟件程序目錄并調(diào)用Nios ⅡIDE114
7.4.2　程序的運行118
總結118
思考題119
第8講　LCD顯示控制器IP的設計121
8.1　LCD顯示的相關概念介紹121
8.1.1　位圖的基礎知識121
8.1.2　位圖的尺寸122
8.1.3　位圖顏色122
8.1.4　地址的線性、矩形選擇122
8.1.5　alpha混合122
8.1.6　TFT-LCD彩色顯示控制時序圖123
8.1.7　顯示器控制接口（IP）知識產(chǎn)權核介紹124
8.2　顯示控制器IP核總體結構及其與嵌入式Nios Ⅱ處理器核的關系125
8.3　端口信號的說明127
8.4　顯示控制器IP核的基本操作128
8.5　顯示控制器IP寄存器的說明128
8.5.1　寄存器總體介紹128
8.5.2　控制寄存器組129
8.5.3　時序寄存器組130
8.5.4　背景層相關寄存器組131
8.6　模塊劃分及模塊功能簡介132
8.7　LCD IP模塊的測試137
8.8　在SOPC系統(tǒng)中應用LCD顯示控制器IP核137
8.9　構建SOPC系統(tǒng)145
8.10　引腳分配151
8.11　軟件開發(fā)153
8.12　軟件代碼解釋158
總結158
思考題159
第9講　BitBLT控制器IP161
9.1　圖形加速及BitBLT相關概念介紹161
9.1.1　位圖和BitBLT162
9.1.2　調(diào)色板162
9.1.3　顏色擴展163
9.1.4　顏色鍵控163
9.1.5　光柵操作163
9.2　BitBLT控制器IP介紹164
9.2.1　BitBLT控制器IP結構和系統(tǒng)結構框圖164
9.2.2　BitBLT控制器IP寄存器說明166
9.2.3　BitBLT控制器IP模塊說明167
9.3　BitBLT控制器IP使用示例169
9.3.1　構建SOPC系統(tǒng)169
9.3.2　引腳分配173
9.3.3　軟件開發(fā)176
9.3.4　軟件源程序182
9.3.5　軟件代碼解釋189
總結190
思考題191
第10講　復雜SOPC系統(tǒng)的設計192
10.1　本講使用的主要組件簡介193
10.1.1　LCD控制器193
10.1.2　BitBLT控制器 193
10.2　硬件設計步驟193
10.2.1　Quartus Ⅱ工程的建立193
10.2.2　在工程中加入LCD控制器和BitBLT控制器194
10.2.3　Nios Ⅱ系統(tǒng)的構成194
10.2.4　編寫設計項目頂層文件194
10.2.5　FPGA引腳定義194
10.2.6　編譯和下載項目194
10.3　軟件開發(fā)194
10.3.1　軟件程序介紹194
10.3.2　軟件結構195
10.3.3　軟件源程序195
10.3.4　軟件代碼解釋203
總結203
思考題205
本書的結束語206
附錄　GX-SOC/ SOPC 專業(yè)級創(chuàng)新開發(fā)實驗平臺207
附錄1　GX-SOC/SOPC-DEV-LAB Platform開發(fā)實驗平臺概述207
附錄2　GX-SOC/SOPC-DEV-LAB Platform 創(chuàng)新開發(fā)實驗平臺簡介209
附錄3　GX-SOC/SOPC-DEV-LAB Platform創(chuàng)新開發(fā)實驗平臺的組成和結構210
附錄4　GX-SOPC-EP2C35-M672 Cyclone Ⅱ核心板硬件資源介紹253
參考文獻259