NiosII软核处理器设计研究基于NiosII的数字频率测量电路系统设计.doc

毕业设计（论文）
论文题目：
NiosII软核处理器设计研究
——基于NiosII的数字频率测量电路系统设计频率测量电路系统设计
姓 名：
学 号：
学 院：
机电与信息工程学院
专 业：
电子信息科学与技术
年 级：
2007级
指导教师：
目 录
摘 要 I
Abstract I
一、 绪论 1
二、 NiosⅡ软核处理器的理论知识介绍 1
(一) NiosⅡ软核处理器的概述 1
(二) NiosⅡ软核处理器系统结构 2
(三) NiosⅡ软核处理器的三种内核的比较 2
(四) 使用NiosⅡ软核处理器的优势 3
1. 提供合理的性能 3
2. 提升系统的性能 3
3. 延长产品的生命周期 4
三、 频率测量原理与电路设计要求 4
四、 频率测量电路的系统设计 5
五、 频率测量电路的单元电路设计 6
(一) 计数器电路 6
1. 计数器电路的VHDL语言 6
2. 计数器电路的模拟测试 8
(二) 计数器控制电路 9
1. 计数器控制电路的VHDL语言描述 9
2. 计数器控制电路的模拟测试 10
六、 NiosⅡ软核处理器系统 11
(一) NiosⅡ软核处理器系统硬件电路 11
1. 新建NiosⅡ工程 11
2. 添加存储器ROM和RAM 12
3. 添加并配置NiosⅡCPU Core 13
4. 配置并行输入/输出（PIO）内核 13
5. 自动分配地址和中断优先级设置 14
6. 生成系统 14
7. 完成NiosⅡ软核处理器系统电路原理图 15
(二) 频率测量电路的系统集成 15
(三) NiosⅡ软核处理器系统软件开发 17
1. 创建一个NiosⅡIDE工程 17
2. 新建源文件，编写代码 18
3. 编译设置 18
（1） 软件工程的编译设置 18
（2） 系统工程的编译设置 19
4. 编译工程 20
5. 调试程序 21
6. NiosⅡIDE程序运行 21
七、 设计总结 22
参考文献 24
附 录 25
(一) 计数器电路的VHDL语言代码 25
(二) 计数器控制电路的VHDL语言代码 25
(三) 频率测量电路控制程序清单 27
谢 辞 32

摘 要
随着电子技术的不断发展，电子产品向体积越来越小、设计时间越来越短、集成度越来越精密、产品周期越来越短、成本越来越低、功能越来越强大等方向发展。NiosⅡ嵌入式系统是一种面向用户的、可以灵活定制的通用RISC（精简指令集架构）嵌入式CPU。使用NiosⅡ处理器的用户可以根据需要调嵌入式系统的特性、性能以及成本，快速使得产品推向市场，扩展产品的生命周期，并且避免处理器的更新换代。本设计结合QuatrtusⅡ、SOPC Builder、NiosⅡIDE和ModelSim等多种技术实现基于NiosⅡ的数字电路频率测量电路系统的设计。本设计包含三部分电路设计：计数器电路、计数器控制电路、NiosⅡ软核处理器系统电路，其核心和难点是NiosⅡ软核处理器系统的硬件电路设计、NiosⅡIDE软件开发及系统集成。本设计完成了单元电路的设计、系统集成、NiosⅡ软核处理器系统的软硬件开发及用ModelSim仿真波形。
关 键 词
SOPC Builder NiosⅡIDE ModelSim NiosⅡ 频率测量
Abstract
With the continuous development of electronic technology, electronic products of size is getting smaller and smaller, shorter and shorter design time, more and more sophisticated integration, product life cycle is becoming shorter and shorter, more and more low-cost, more and more powerful featu
res, and so on. The use of NiosⅡ processor users can base on their need to transfer the characteristics o