Embedded SoPC Design with Nios II Processor and Verilog Examples

برنامه‌نویسی سخت‌افزاری منحصربه‌فرد سیستم‌های تعبیه‌شده مبتنی بر FPGA را بررسی می‌کند، با استفاده از رویکرد یادگیری با انجام برای معرفی مفاهیم و تکنیک‌های طراحی SoPC تعبیه‌شده با Verilog

یک SoPC (سیستم روی یک تراشه قابل برنامه‌ریزی) یک پردازنده را یکپارچه می‌کند. ، ماژول های حافظه، لوازم جانبی ورودی/خروجی و شتاب دهنده های سخت افزاری سفارشی در یک دستگاه FPGA (آرایه دروازه قابل برنامه ریزی در میدان). علاوه بر نرم‌افزار سفارشی‌شده، سخت‌افزار سفارشی‌شده را می‌توان توسعه داد و در سیستم تعبیه‌شده نیز گنجاند - به ما اجازه می‌دهد پردازنده هسته نرم را پیکربندی کنیم، رابط‌های ورودی/خروجی مناسب ایجاد کنیم، و شتاب‌دهنده‌های سخت‌افزاری تخصصی را برای کارهای محاسباتی فشرده توسعه دهیم. p> با استفاده از یک برد نمونه سازی Altera FPGA و پردازنده هسته نرم Nios II آن، طراحی SoPC تعبیه شده با پردازنده Nios II و نمونه های Verilog رویکردی «یادگیری با انجام دادن» را برای نشان دادن فرآیند طراحی و توسعه سخت افزار و نرم افزار با گنجاندن واقع بینانه دارد. پروژه هایی که قابل اجرا و آزمایش بر روی برد هستند.

با تاکید بر طراحی سخت‌افزار و یکپارچگی در سراسر، این کتاب به چهار بخش عمده تقسیم می‌شود:

• بخش اول HDL و ترکیب سخت‌افزار سفارشی را پوشش می‌دهد

• بخش دوم معرفی می‌شود. پردازنده Nios II و مروری بر توسعه نرم‌افزار تعبیه‌شده ارائه می‌کند

• بخش سوم طراحی و توسعه سخت‌افزار و نرم‌افزار چندین دستگاه پیچیده ورودی/خروجی، از جمله صفحه‌کلید و ماوس PS2، گرافیک را نشان می‌دهد. کنترلر ویدیویی، یک کدک صوتی و یک کارت SD (دیجیتال ایمن)

• بخش چهارم چندین مطالعه موردی در مورد ادغام شتاب دهنده های سخت افزاری، از جمله مدار GCD سفارشی (بزرگترین مقسوم علیه مشترک) ارائه می کند. مدار فراکتال مجموعه مندلبرو، و یک سینت سایزر صوتی بر اساس روش DDFS (سنتز فرکانس دیجیتال مستقیم)

در حالی که طراحی و توسعه یک SoPC تعبیه شده می تواند مفید باشد، یادگیری می تواند یک سفر طولانی و پر پیچ و خم باشد. . این کتاب مسیر پیش رو را نشان می دهد و خوانندگان را در گام های اولیه برای استفاده از پتانسیل کامل این روش شناسی در حال ظهور راهنمایی می کند.

Explores the unique hardware programmability of FPGA-based embedded systems, using a learn-by-doing approach to introduce the concepts and techniques for embedded SoPC design with Verilog

An SoPC (system on a programmable chip) integrates a processor, memory modules, I/O peripherals, and custom hardware accelerators into a single FPGA (field-programmable gate array) device. In addition to the customized software, customized hardware can be developed and incorporated into the embedded system as well—allowing us to configure the soft-core processor, create tailored I/O interfaces, and develop specialized hardware accelerators for computation-intensive tasks.

Utilizing an Altera FPGA prototyping board and its Nios II soft-core processor, Embedded SoPC Design with Nios II Processor and Verilog Examples takes a ''learn by doing'' approach to illustrate the hardware and software design and development process by including realistic projects that can be implemented and tested on the board.

Emphasizing hardware design and integration throughout, the book is divided into four major parts:

• Part I covers HDL and synthesis of custom hardware

• Part II introduces the Nios II processor and provides an overview of embedded software development

• Part III demonstrates the design and development of hardware and software of several complex I/O peripherals, including a PS2 keyboard and mouse, a graphic video controller, an audio codec, and an SD (secure digital) card

• Part IV provides several case studies of the integration of hardware accelerators, including a custom GCD (greatest common divisor) circuit, a Mandelbrot set fractal circuit, and an audio synthesizer based on DDFS (direct digital frequency synthesis) methodology

While designing and developing an embedded SoPC can be rewarding, the learning can be a long and winding journey. This book shows the trail ahead and guides readers through the initial steps to exploit the full potential of this emerging methodology