SOPC简单实例（跑马灯 LCD液晶显示器）

【SOPC简单实例——跑马灯 LCD液晶显示器】实验主要涉及了FPGA设计和嵌入式系统构建，其中核心是使用Altera的SOPC（System on a Programmable Chip，可编程片上系统）技术。这个实验在DE2_70开发板上实现跑马灯效果，并结合LCD液晶显示器进行显示。 实验环境准备需安装Quartus II 7.2、Nios II 7.2 IDE和MATLAB，这些软件是完成SOPC设计和开发所必需的工具。Quartus II是Altera公司的FPGA综合与开发工具，Nios II IDE则用于Nios II处理器的软件开发，而MATLAB可能用于算法设计或数据分析。 在Quartus II中新建工程，选择合适的FPGA芯片模型EP2C70F896C6，接着通过SOPCBuilder构建SOPC系统。在这个过程中，需要添加的关键组件包括： 1. **片上RAM**：通过On-Chip Memory (RAM or ROM)添加，用于存储程序代码和数据。 2. **Nios II CPU**：选择Nios II/s作为基础CPU核，它是嵌入式处理器，处理系统指令。 3. **定时器**：Interval Timer，用于产生周期性中断，控制跑马灯变化频率。 4. **PIO (Parallel I/O)**：负责GPIO（通用输入输出），在这里控制LED灯的状态。 系统配置完成后，需要为各个组件分配地址和IRQ（中断请求），确保无冲突，这可以通过Auto-Assign BaseAddresses和Auto-Assign IRQs自动完成。生成SOPC系统后，硬件电路设计开始。 在Quartus II中，新建Block Diagram/Schematic File，引入SOPC Builder生成的系统模块。连接外部接口，包括时钟输入（clk）、复位信号（reset_n）和LED输出（LEDG[7..0]）。同时，添加输入端口（iCLK_50, iKEY[0]）和输出端口（oLEDG[7..0]），分别对应50MHz晶振和按键。 实验的硬件部分设计完成后，接下来需要编写Nios II处理器的软件程序，控制跑马灯的逻辑。这通常包括初始化程序、定时器中断服务程序和LED状态更新函数。在Nios II IDE中，可以创建C/C++项目，编写对应的源代码，然后编译并下载到FPGA内部的Nios II处理器中执行。 这个实验涵盖了FPGA设计的基础流程，包括硬件描述语言（Verilog）、SOPC构建、硬件连接和嵌入式软件开发。通过这个实例，学习者能深入理解SOPC系统的设计方法以及Nios II处理器如何与外围硬件交互，为更复杂的嵌入式系统设计打下基础。