SOPC实验讲稿课件

实验一ModelSim与QuartusII的结合实验1、实验目的（1）学习设置从QuartusII中运行ModelSim。

（2）学习使用ModelSim进行功能仿真。（3）熟悉ModelSim软件。

2、实验内容

本实验通过设计一个4位计数器学习设置从QuartusII中运行ModelSim，学习使用ModelSim进行功能仿真和熟ModelSim软件及VHDL硬件描述语言。2、实验内容“count4.v”的源代码如下所示modulecount4(clk,reset,out);//4位计数器模块

inputclk,reset;output[3:0]out;

reg[3:0]out;always@(posedgeclk)beginif(reset)out<=0;elseout<=out+1;endendmodule3、实验步骤（1）打开QuartusII软件，新建工程，这里选择“EDAsimulationtool”中的“ModelSim（Verilog）”项和下面的“Runthistoolautomaticallyaftercompilation”，最后完成工程建立。（2）在该工程文件下新建顶层设计文件“count4.v”的源代码（3）为ModelSim仿真设置参数，如图

ModelSim仿真参数设置

选择测试文件

3、实验步骤（4）进行编译，并会自动调用ModelSim进行仿真。选择Tools|CompilerTool，开始编译，我们会发现QuartusII状态栏多出两项“EDANetlistWriter”和“EDASimulationTool”。仿真波形图

4、实验要求（1）记录调试与验证的结果（2）记录实验过程中出现的问题及解决办法（3）实验结束，保持实验室整洁2、实验内容

（1）根据开发板资源，使用SOPCBuilder定制一个最小NiosII系统（推荐含“cpu、on_chip_ram、pio核”），完成硬件配置，从QuartusII分配管脚，编译、下载，完成NiosII硬件系统的开发。（2）运行NiosIIIDE，设计一个循环点亮8个LED的应用程序。（3）最后在NiosIIIDE上进行硬件调试与验证，观察实验结果3、实验步骤QuartusIISOPCBuilderNiosIIIDE5、思考题提示#include"system.h"

#include"altera_avalon_pio_regs.h"

#include"alt_types.h"

intmain(void)__attribute__((weak,alias("alt_main")));

intalt_main(void)

{

alt_u8led=0x2;

alt_u8dir=0;

volatileintpio_led_data=0;//添加的代码，对应pio_led输出的8位数据

volatileinti;

while(1)

{

if(led&0x81)

{

dir=(dir^0x1);

}if(dir)

{

led=led>>1;

}

else

{

led=led<<1;

}

pio_led_data=~led;//添加的代码，本开发板LED低电平亮，实现逐个点亮功能

IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(PIO_LED_BASE,pio_led_data);

//与定制组件名称“pio_led”一致

i=0;

while(i//LED点亮延时时间，根据50MHz可任意修改

i++;

}

return0;

}推荐两个应用程序入口函数LED灯点亮的方向和点亮方式LED灯点亮的时间5、实验报告要求

根据以上的实验的内容写出实验报告，包括设计原理、程序设计、程序分析、硬件测试和详细实验过程。实验三uClinux下应用程序的建立与使用实验

1、实验目的（1）熟悉使用NiosIISDKShell、QuartusII和SOPCBuilder共同建立本开发板的目标板。

（2）学习使用SOPCBuilder定制NiosII系统的硬件开发过程。

（3）学习uClinux系统的移植、裁剪、编译和烧写运行。

（4）学习根文件系统的建立、编译、烧写和查看。

（5）学习uClinux下应用程序的建立与使用。

（6）学习使用IDE开发环境。

（7）学习QuartusII、SOPCBuilder、NiosIIIDE三种工具的配合使用。

2、实验内容本实验通过使用NiosIISDKShell、QuartusII和SOPCBuilder共同建立本开发板的目“UP_AR2000_board”。然后新建工程“USB_test”，使用SOPCBuilder定制一个标准的NiosII系统，该系统是“UP_AR2000_board”为目标板建立的。从而完成硬件开发。用QuartusII分配管脚，编译、生成sof文件。然后，使用NiosIIIDE移植uClinux操作系统、编译、烧写。建立根文件系统编译、烧写。建立应用程序工程，编译生成.exe文件。把exe文件拷贝到根文件系统中的bin文件夹下。再重新编译根文件系统，烧写。最后sof文件。运行通过超级终端我们就可以运行位于bin文件夹下的应用程序命令了。3、预期效果（1）SOPCBuilder硬件系统构建3、预期效果（2）QuartusII软件中硬件电路4、实验步骤（1）打开QuartusII软件，新建工程“USB_test”，然后选择“Tools|SOPCBuilder…”，进入SOPCBuilder。（2）在SOPCBuilder上完成NiosII硬件系统配置，然后完成硬件系统生成（3）在QuartusII上完成硬件引脚的添加与硬件锁定，综合（4）在NiosIIIDE上完成中建立的Linux内核工程和Linux根文件系统工程，然后新建应用工程，

（5）添加应用程序到应用工程。我们把Nios下的example中的hello应用程序拷贝到应用工程中。Hello.c和Makefile的路径为：

D:\altera\kits\nios2\examples\software\linux\apps\samples\hello

把该路径下的makefile和hello.c文件拷贝到Linux_app1中。

4、实验步骤（6）将实验箱的JTAG与主机连接好，在QuartusII完成.sof文件编程，在NiosII上运行硬件调试，观察实验箱上LED的显示（7）对makefile进行修改，保存。指定Rules.mak的路径。改为：TOPDIR=E:\example\cheng\example\USB_test\software\Linux_app1（8）右击Linux_app1新建Maketarget

（9）编译应用工程。生成两个文件：hello.exe和hello.gdb。

（10）我们把hello.exe拷贝到根文件系统工程下的Target/bin文