### NIOS II 开发基础及应用实践 #### 一、引言 《NIOS II那些事儿》是一份针对初学者的教程，旨在用简单易懂的语言介绍复杂的NIOS II开发流程。NIOS II是一款由Altera公司（现已被Intel收购）推出的可定制嵌入式处理器系统，广泛应用于FPGA开发领域。本教程主要介绍了使用Qsys和Nios II Software Build Tools for Eclipse进行开发的过程，并以黑金动力社区开发板AX301或AX4010为例，引导读者完成一系列实验。 #### 二、NIOS II开发环境概述 1. **Quartus**：这是Altera公司的集成开发环境(IDE)，用于设计、模拟、验证和编程FPGA设备。本教程使用的版本为Quartus 12.1。 2. **Qsys**：它是Quartus II的一个组件，用于构建和配置系统级IP核。通过Qsys，开发者可以构建自定义的NIOS II硬件系统。 3. **Nios II Software Build Tools for Eclipse**：这是一套基于Eclipse的软件开发工具，用于编写、编译和调试运行在NIOS II处理器上的应用程序。 #### 三、创建Quartus工程 1. **启动Quartus II**：首先需要启动Quartus II软件。 2. **新建项目**：使用向导创建新的项目。例如，教程中创建了一个名为"hello_world"的工程，顶层设计文件命名为top_level。 3. **选择FPGA型号**：根据所使用的开发板类型选择正确的FPGA型号。对于AX301开发板，选择EP4CE6F23C8；对于AX4010开发板，则选择EP4CE10F23C8。 4. **设计顶层文件**：创建顶层文件时可以选择使用原理图文件(block diagram/schematic file)作为顶层设计。在教程中，文件被命名为top_level.bdf。 #### 四、Qsys系统设计 1. **启动Qsys**：在Quartus II IDE中启动Qsys工具。 2. **添加NIOS II处理器**：在Qsys中添加NIOS II处理器核心，并根据需求配置其参数。 3. **添加外设**：根据系统功能需求，添加必要的外设，如UART、GPIO等，并配置它们与处理器的连接。 4. **系统总线配置**：配置处理器与外设之间的通信总线，确保数据传输顺畅。 5. **生成系统文件**：完成配置后，生成相应的系统文件，以便在Quartus II中进行综合。 #### 五、添加锁相环PLL 锁相环(PLL)是一种重要的电路模块，用于生成稳定的时钟信号。在NIOS II开发过程中，可能需要添加PLL以提供系统所需的时钟频率。在Quartus II中，可以通过以下步骤添加PLL： 1. **选择PLL模块**：在Qsys中选择PLL模块。 2. **配置PLL参数**：设置PLL的输入和输出时钟频率以及其他相关参数。 3. **集成到系统**：将配置好的PLL集成到整个NIOS II硬件系统中。 #### 六、芯片配置与管脚配置 1. **配置芯片**：在Quartus II中完成芯片的配置，包括时序约束等。 2. **管脚分配**：指定FPGA芯片上各个管脚的功能，确保硬件接口正确连接。 #### 七、软件实现 1. **安装Nios II Software Build Tools for Eclipse**：安装基于Eclipse的软件开发工具。 2. **编写代码**：使用C/C++等编程语言编写应用程序。 3. **编译与下载**：编译程序并将其下载到FPGA上的NIOS II处理器。 4. **调试程序**：使用Eclipse集成的调试工具对程序进行调试。 #### 八、调试与总结 1. **硬件测试**：通过硬件测试验证系统的功能是否正常。 2. **性能评估**：评估系统的性能指标，如处理速度、功耗等。 3. **问题解决**：针对调试过程中发现的问题进行分析和解决。 4. **总结经验**：总结整个开发过程中的经验和教训，为后续项目提供参考。 通过以上步骤，读者可以系统地学习NIOS II的开发流程，并能够完成一个简单的“Hello World”项目。这种从零开始的学习方式有助于理解NIOS II开发的各个环节，并为更复杂的应用打下坚实的基础。

【NiosII学习】第七篇、自定义PWM的IP核.zip这个压缩包文件主要涵盖了FPGA（Field-Programmable Gate Array）中的嵌入式处理器NiosII与自定义脉宽调制（PWM）IP核的设计与应用。下面将详细阐述相关知识点。 一、NiosII处理器 NiosII是Altera公司开发的一种软核处理器，它可以在FPGA内部进行配置，具有可定制性和灵活性。NiosII家族包含三种不同类型的内核：快速型（NiosII/f）、经济型（NiosII/e）和完整型（NiosII/r），分别适用于不同的性能、功耗和资源需求。通过使用NiosII，用户可以构建完整的嵌入式系统，包括CPU、存储器接口、外设控制器等，满足特定应用的需求。 二、FPGA基础 FPGA是一种可编程逻辑器件，其内部由大量的可编程逻辑单元（CLB）、I/O单元和互连资源组成。用户可以根据设计需求，通过配置逻辑单元实现所需的电路功能。与ASIC相比，FPGA具有更快的上市时间和更低的初始成本，但功耗和性能可能稍逊一筹。 三、自定义PWM IP核 脉宽调制（PWM）是一种模拟信号控制技术，通过改变数字信号的占空比来模拟连续变化的电压或电流。在FPGA中，我们可以自定义设计一个PWM IP核，实现对输出脉冲宽度的精确控制。这通常涉及到定时器、计数器和比较器等模块。自定义IP核的好处在于可以针对特定应用优化性能，例如高精度、低延迟或低功耗。 四、设计流程 设计一个自定义PWM IP核通常包括以下步骤： 1. 需求分析：确定PWM的分辨率、频率范围、占空比调整范围等。 2. 模块划分：将设计划分为基本组件，如时钟发生器、计数器、比较器和控制逻辑。 3. 设计实现：使用硬件描述语言（如Verilog或VHDL）编写模块代码。 4. 逻辑综合：将代码转换为门级网表，优化逻辑资源。 5. 布局布线：分配FPGA内部资源并连接各模块。 6. 功能验证：通过仿真软件验证设计是否符合预期功能。 7. 硬件调试：在实际FPGA板上进行测试，确保系统工作正常。 五、Project7_Design_PWM_IP_dpt项目 这个文件可能是博主提供的一个示例项目，其中包含了设计自定义PWM IP核的工程文件。可能包括了Verilog代码、 Quartus II工程文件、测试平台、配置文件等。通过研究这个项目，学习者可以了解如何在NiosII系统中集成和控制自定义的PWM IP核，以及如何进行系统级的验证和调试。 总结来说，本压缩包中的内容涉及了嵌入式系统设计、FPGA开发、NiosII处理器应用以及自定义PWM IP核的设计和实现。对于想要深入理解和实践FPGA中嵌入式处理系统的开发者来说，这是一个非常有价值的资源。

Altera的NiosII的Avalon总线应用实例，有verilog和C的源代码，非常好的NiosII入门介绍，和avalon总线使用入门介绍。

为了保护NiosⅡ嵌入式系统的运行现场，在掉电之前，需要把系统的重要数据保存在非易失存贮器中。针对这种保存的数据量不大特点，本文提出采用"NiosⅡ+AT24C02"设计方案，在介绍AT24C02A芯片主要特性和分析I2C通信协议原理基础上，重点介绍Nios Ⅱ与AT24C02A之间接口电路的设计方法，包括接口电路的寄存器定义、逻辑功能模块设计和驱动程序的编写三个方而的内容，利用嵌入式逻辑分析仪（SigalTap Ⅱ Logic Analyzer）来分析接口信号时序，分析结果表，本接口所产生的读写时序满足I2C的通信协议要求，验证了设计的正确性。 　　1 AT24C02A芯片简介 　　AT24

博主在这篇文章中所用资料、演示视频以及自己的工程资料都放在这里。文章网址(https://blog.csdn.net/learning1232/category_10614317.html)

quartus_II_11.0完全破解及Qsys创建系统的方法和NiosII_11.0中BSP创建编译问题的解决，本人亲测，完全通过，有图为证。不明白者欢迎询问，大家共同进步。

本书不仅作为 Nios处理器的入门教程，同时也作为 Nios 处理器的参考手册。

第一章 硬件开发 一、前言 二、建立工程 三、构建NIOS II软核 1. 构建CPU模块 2. 建立SDRAM模块 3. 建立Avalon三态桥 4. 建立CFI模块 5. 建立SYSTEM ID 6. 建立JTAG UART 7. 配置及编译NIOS II 8. 分配管脚 四、建立锁相环PLL模块 五、调整FLASH引脚 六、TCL脚本文件 七、配置工程 八、下载程序 第二章 软件开发 一、回顾 二、摘要 三、NIOS II IDE简介 四、建立软件工程 五、编译 六、运行 第三章 程序下载 一、简介 二、下载配置文件 三、下载软件程序 第四章 编程规范 一、规范参照标准 二、格式 1. 缩进 2. 空格及空行 3. 大括号 三、 元素及命名规则 1. 文件 2. 宏、枚举体 3. 自定义类型 4. 函数声明及实体 5. 变量及初始化 6. 注释 四、项目管理 五、一些建议 1. 代码编辑器 2. PC 端编译器及集成开发环境 3. 参考资源及网站 六、 示例代码 1. C文件 2. h文件 第五章 LED实验 一、简介 二、硬件开发 三、软件开发 第六章 中断实验 一、简介 二、硬件开发 三、软件编程 四、总结 第七章 串口实验 一、简介 二、硬件开发 三、软件开发 第八章 RTC实验 一、简介 二、硬件开发 三、软件开发 第九章 SPI实验 一、简介 二、硬件开发 三、软件开发 第十章 IIC实验 一、简介 二、硬件开发 三、软件开发 第十一章 定时器 一、简介 二、硬件开发 三、软件开发 第十二章 SDRAM 一、简介 二、软件开发 第十三章 EPCS下载 一、简介 二、硬件设置 三、软件设置 第十四章 附录 一、NIOS II下关于无法进行寄存器方式操作PIO的问题解析 二、对寄存器结构体的详细解析 三、NIOS II 常见问题解答（FAQ）

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