基于NiosⅡ软核处理器的七段数码管动态显示设计

SOPC(SystemOnProgrammableChip)技术是美国Altera公司于2000年最早提出的，并同时推出了相应的开发软件QuartusII。SOPC是基于FPGA解决方案的SOC(SystemOnChip)，构成SOPC的方案也有多种。第一种是基于FPGA嵌入IP硬核的SOPC系统，即在FPGA中事先植入嵌入式系统处理器，目前最常用的嵌入式处理器大多采用了含有ARM的32位知识产权处理器核的器件。第二种是基于FPGA嵌入IP软核的SOPC系统，目前最有代表性的软核处理器分别是Altera公司

SOPC(SystemOnProgrammable Chip)技术是美国Altera公司于2000年最早提出的，并同时推出了相应的开发软件Quartus II。SOPC是基于FPGA解决方案的SOC(System On Chip)，构成SOPC的方案也有多种。第一种是基于FPGA嵌入IP硬核的SOPC系统，即在FPGA中事先植入嵌入式系统处理器，目前最常用的嵌入式处理器大多采用了含有ARM的32位知识产权处理器核的器件。第二种是基于FPGA嵌入IP软核的SOPC系统，目前最有代表性的软核处理器分别是Altera公司的Nios II核，以及Xilinx公司的MicroBlaze核。第三种是基于HardCopy技术的SOPC系统，HardCopy就是利用原有的FPGA开发工具，将成功实现于FPGA器件上的SOPC系统通过特定的技术直接向ASIC转化。

1 基于Altera公司NiosⅡ软核处理器的SOPC系统

Altera公司Nios II软核是目前使用最为广泛的一种软核处理器。值得一提的是，利用Matlab和Altera公司的DSPBuilder，用户可以为Nios II软核处理器设计各类DSP硬件加速器，并以指令的方式加入Nios II的指令集，从而可以构建自己的DSP处理器系统。

1.1 基于NiosⅡ软核处理器的SOPC系统结构

如图1所示的一个基本的基于NiosⅡ软核的SOPC系统，除NiosⅡ核、定时器和片上存储器以外，还需要在FPGA器件中添加一些接口元件。这些元件一方面通过片上的Avolon总线与NiosⅡ软核相连，另外一方面又提供了外设与NiosⅡ软核通信的接口界面。