基于NiosII的流水灯设计说明.docx
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基于NiosII的流水灯设计说明
基于Niosll的流水灯设计
一、实验目的:
基于Niosll设计一个8位LED流水灯系统,要求掌握SOPC系统设计方法,了解SDRAM和FLASH芯片的接口特性,掌握Quartusll软件的使用方法以及NiosllEDS设计应用软件的基本流程。
、实验条件:
1.安装WindowsXP系统的PC机;
2.安装Quartusll9.0EDA软件;
3.安装NiosllEDS9.0软件;
4.GW48型SOPC开发平台;
三、实验要求:
设计过程包括硬件设计和软件设计两部分内容。
使用SOPCBuiler工具建立处理器系统,使Niosll处理器成功连接
SDRAM、FLAHS以及连接LED的PIO驱动模块。
通过嵌入式锁相环获得稳定的100MHz时钟为系统和SDRAM使用
使用按键1实现系统复位(模式7,按键为单脉冲,接口为IOO):
用LED阵列显示流水灯效果:
注:
要求使用LED1~LED8。
对应的IO编号分别为(IO60、IO67、IO65、
1063、1070、1073、1075、1079)。
四、实验步骤:
1.打开Quartusll软件,建立一个新的工程:
单击菜单File'NewProjectWizard…
输入工程的路径、工程名以及顶层实体名
单击Next〉按钮,出现以下窗口
由于我们建立的是一个空的项目,所以没有包含已有文件,单击Next〉继续
设置器件信息:
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Package:
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EP3C50F4閱旧
1.2J
50523
294
E94422
172
1.3/
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172
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HaidCopp:
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单击Next>,指定第三方工具:
FevProjectlixafd:
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SpeolythealheiE'DlA.Icds--in-sddhanIothe-QuailusIIsollMMre■-usedkMiththepropel
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这里我们不指定第三方EDA工具,单击Next〉后结束工程建立
2.建立SOPC系统
单击Tool'SOPCBuilder菜单项,启动SOPCBuilder配置工具。
在弹出的
系统命名对话框中为系统名称命名MySystem”,并选择目标描述语言为
VHDL”,点击OK保存
SYdEfTir4ame:
MySystem
■CrentcSystea.
建立并配置处理器IP核。
双击或选择IP核库列表中的NiosIIProcessor为
系统添加NiosII处理器
系统将弹出如下对话框要求用户对处理器情况进行配置,此时我们先选择
Finish默认系统的配置
右键处理器更改其名称为MyCPU
5vslMC£rtert£SyMtftOtntr.i&n
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Source
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S0IWyHrflkfMe »DQR2^DRAMHi^iFWfarni •EOR3SCRAMhi^hPewferrli 43 vccooVCCQ1VCCO2 VCCC13 点击Next填写SDRAM的延时参数(默认参数),点击Finish完成。 右键修改 SDRAM的名称SDRAM”。 use Corm... ModUeMams Desertion 0 曰IMtjfCPU Nios1Processor * F* instructicrumBEw AvalonMemoryhl耳 dala^masler AvaJonIVfemoryMar 4 Jlag_dBbugjTEidLJe AvalonMemoryMaf: KI SDRAM s1ShowConnected” ShowDef-Rult Retnove ShawAl ShowClocks ShowAvalon-MM ShowAvalon-ST r £di...CtrltE- iedforthisCPUPleasef^irametejelliedHotthisCPU.Pleaseparai RierianteCtrl+E RefnoYe ~^~l ~•—*_J* ShowArbitr^ni LockBaseAddressClrl+Lf ■1 Expand吐I ColapseAll 叶"叶的RmOihMfin, 妝Color... 如下图双击IP核列表中的Library/BridgesandAdapters/Avalon-MM TristateBridge为系统添加链接FLASH的三态桥IP核。 在弹出的对话中中直接 点击Finish。 双击IP核列表中的Library/MemoriesandMemory Controllers/Flash/FlashMemoryInteface(CFI)为系统添加FLASH界面IP核, 并按照下图填入描述参数 点击Next填入时序参数,并点击Finish完成参数配置。 修改此IP核实例名 称为Flash”,如下图 □Hrii_*Ue_taitlHjw_O 4= FLASH .tj_nwtrtHirnuSlbtttmeded1.0SnA>nakmJ3ri-W4Tii^iaiempder heOPU.PIbbsbpoRrnelEnzElheCPUloresotarHisCPUFieawpa-wneterizeHisCPU1oUKtbyies). [Nfcd 三wE込才 豆陲疑B) iDje ■^clBpseAl J*MTrfei Av^donhfefTK"MsDDEdTfiij 3LL"iirrjT77^®«J-TTfii3耳 Show匚omected ShowAl ShowOKbi Show ShawAwskm-5T FFftQWie fiwr油 ShtmArbirdidn CLrl+E rtrl+3. Ctrl+L 配置IP核之间的连接关系 Ailo-AssignROs CamponefrtLibrary 点击菜单System/Auto-AssignBaseAddresses完成存储器地址分配。 *AlteraSOP( : Builder-IySystea.. sopc*| FileEdit 1址iewJoolsNiosII SystemsContents三 Aiio-A^signBasisAddresses InsertAvaion-STAdapters 在此双击处理器IP核实例MyCPU”己置复位地址和异常中断地址,并点击 Finish完成配置,如下图 更改处理器的工作时钟频率为100MHz,如下图 双击IP核列表中的Library/PIO,添加PI0模块,按照下图配置(默认配 置)并更名为LED” ComponentLibrary 建议再次点击菜单System/Auto-AssignBaseAddresses重新对地址分配。 4AlteraSOPC : Builder-IySysten. sopc*| FjleEdit曲日啟 1址iewloalsNjosII System: Contentsj Aiio-AssignBas«Addresses Ailo-Assign InsertAvaion-STAdapters 到此,SOPC系统的配置工作已经完成,点击Generate按钮生成SOPC系 统,系统生成完毕并成功后点击Exit推出SOPCBuilder环境 3.建立系统电路图 单击File'New菜单项,选择弹出窗口中的BlockDiagram/Schematic File,单击OK按钮以建立打开空的图形输入文件,注意此文件并没有在硬盘中 保存 双击图形输入区域的空白处,选择弹出窗口中的SOPC系统模块,点击OK按钮添加到图形输入区域 添加锁相环。 点击菜单Tools/MegaWizardPlug-InManager••并在弹出的 对话框中选择Createanewcustommegafunctionvariation”点击Next继续。 n;/sorc实螫/1ed_fuj*led _Flo> -fBlu^kl.bdf*] fwPrej®clJLeesgnneritEProcessiHig WindowH KunEUKSinulatiariTool LED.FIffw RqjhElikTiningAri^lyEisTocl .leOesLcn nalysis&SynthesiiIlerARoc .Ssenbl^r[G迈岂比"1&esicTimingAri-&1 4X EF2C3SF484CB 赴4vlEdrs (□ 強Id? Detg-iLlrits NX □ Li'C'tnEe. o Lin^Quas^TiriintAnalyzer ■fe ChipFluuxer(Jlck^rplan御>dCtupEdst«r) DcslptPartiti.oihPlariritr 苗UlocklbdF1 □nsforBlockEditor.. DJLMeillitWriter n'gn LaunchEDASinuLl^titin.Libr-ary忌心啊pil电i* LwutchH453£nSpac«Explor«r A O O n n Si^tlaITapIIL巾*i亡Aflal^ieirc=sCn~SyE^RN*ewrEC@nt«ptE4it«rIMILo^lcAoialyierIiiter£*ceEditeroIn^S^ElenSourcesaidProbesEd.ilor SigjiblFrobaPins... Options... PrOEranner C;g,tl4niBloukEditor 如下图选择锁相环IP核,并对其命名MyPLL”,点击Next进入锁相环的设 定环节。 按照下图设定锁相环的输入频率为20MHz,点击Next继续 清除弹出对话框的所有选项,以此简化对锁相环的控制,点击Next 吐tD何thfir加昨AdPLL 匚3恥hipfena*hpjttnKiHUhCt,*cfutteIT亡FiL LCre^e5aresrt'rpUtofHjinchrwKQ曲resrt>! heFLL 匚Creiite-anspfdwa'«pjttos^^KTrffliyenafettlwphw? |lf»«ii IwkiMyM DCkJW: 3 Adn'AfKCdFLLpA-ATYKtet5llwigifw»pfljflnrtBrsq.iM^nmndsdFsrb^btcmIuws-MyDCrwlScUpOLIW(,S-)usiigWw'酗arc^rfPtL(Mram^r? -tonhnirstbswithoutputdocg)thatuwc-Kc-sd*carters-srenetsjjpcrted 对弹出的对话框做如下设置,点击Next继续 ALTPLL ALTPLL 对弹出的对话框,配置c0时钟频率为输入时钟的5倍(100MHz),如下 图,点击Next继续 ALTPLL tw[二1讥回・I ck"》dcc2\| H妣 两紳 DC.: U: l 罰 LIJXl 知沏 E± 4n ■tlLC MjH 出现cl时钟配置页面后,不选择此时钟输出,直接点击Next继续。 ALTVLL OMfcl M垃〉|世打 J>*42\ Adk(0ifr(i MyPLL hmp・iu|! : ttjttMilq>wmilk ft(nMC(1j 眉卜1 2UG|HW 1垃|M 瞰Mii' OErterotftnAdKfcrFrequwMT 弹出c2时钟配置页面后,对其做如下配置,用于SDRAM的时钟(频率为 100MHz,移相为-63°),点击Next继续。 ALTPLL Oodci; MyPLL cZ-Cor忌tEHuJC>-tpdt□kxk址帕toSteinerttherp-qjwtwiFtL L* * 叭甲 W1 DM <2 M 4100 0g 抽0Ht r.iidX/ifwb [VvatviM>1« Eritiodhpudxkh-e^uefK-i■: il BEntermftpd出於pflFflixter-s: Qod: IBf: 庐出纣If«Aff O«kFadtm OKkpt^Mt PwQ«kFHv^ilY|强事即 到此配置过程完成,点击Finish生成锁相环 jJP-MntlB' |h|SimHv 5心 MjiPLL IT|JEB|VI|”片hT] g]轉昭嗣 加叭Z必咿*七帕iPT*nfwAu^4创Izi^g曲甘也<f«w理阿 刖illIfrdftft-i1r^rttwntwlidui•rtw*nrthVwledvn±4IIFQMfllllmltTTWL WxtMtt^rw-dDi: «iba■trw-Ftniipx-iii.Thabm寸FadM^-griTdtHHHtdri、口T巧14・1tftBSi加inflA: *1IffMtt'JtfW^III9-3JJI. 连接锁相环到电路中。 双击图形输入区域,选择生成的锁相环,添加到电 路中。 再次双击图形输入空白区域,如下图输入引脚类型input”添加输入和输出引脚,按照图示连接并对引脚命名。 (添加输出引脚时输入Output”,双向 引脚b'idir”) MyPLL cik Rmio Phrj^i QCi^'i 创1 QCiO -■i.i d2 Sfll r: ll 6DHD indkOiTuquerK-y: 20.ODDMH? Op*: ration■: Noimal CytlmII gsiHffiinr一〒二予•引一? : : : : : : : : : : : : : : : : : MySystem : i elk0 - L 1 reset^n 3 : i out: _port」romJhe_LHD(7..0] — i: i zs_a±ir>omJhe_SDRAM[12..0] 4 i zs_ba_fromjrie_SDRAA — ZS_ces_n_trorn_the_SDRAM ―= i: i zs^cke」rcm」he眉DRAM ―i ! : z$_cs_pJrQmjhe_SDRAM — 1 I zs_dq_tD_i3ndl_franiJhB_SDRAh4i百..□] 1 Z3_cicinijromjhe_5D尺AH1..□] — i; zs_ras_n_frwn_the_SDRAM1 =: : : 2s_we_nijrcim_lihe_SDRAM ―: i nddresEj.oJhe_Fl_ASH[22..0] i: cl8tajiajend_irorn」ne_fLA$H7nj 一 1 read_n_toJhB_FLASH —! : s^ectjijojJhe^FLASH ―: i ■write_n_toJhe_FLASH —? : ins4 LLt 连接其他引脚。 根据SOPC系统端口的方向依次添加各引脚并按照下图命 名(复位端用到了一个反相器,键入名称not”即可获得) indkQ W... …… hat! M^PLL Cfc Hriie- 务阿 OC(: 1;I 計I D闻 犯恥 CJ 创I 小N 5DHD IMkO冋•: MHz □m祈…旨口_匚LK MySy^tem ekjDrSSSiJl ZS_^±i«JrtfflJh*_SDRM4|l2.J0]」h&_SOWJO] 13jt;lu8_from」hifr_SDR側 14_dqJb_and_frcmJhB_-SDPAwfl5..0|z5_dcfnJrcmJhei_5CRAN(10|zS_ra? _si」rg」hs_5DRAW1lE^wsji.lromJhp.SCfiAbl Bd±E
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