勇敢的芯伴你玩转Nios II

勇敢的芯伴你玩转Nios II pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

吴厚航 著
图书标签:
  • Nios II
  • 嵌入式系统
  • FPGA
  • Altera
  • 软核处理器
  • Verilog
  • 系统设计
  • 硬件描述语言
  • 数字逻辑
  • 开发指南
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出版社: 清华大学出版社
ISBN:9787302437840
版次:1
商品编码:12006050
包装:平装
丛书名: 电子设计与嵌入式开发实践丛书
开本:16开
出版时间:2016-07-01
用纸:胶版纸
页数:191
字数:319000

具体描述

编辑推荐

  本书作者吴厚航(网名 特权同学)出版了多本FPGA方面的图书,深受读者的好评。本书使用Altera公司的Cyclone IV FPGA器件,采用Quartus Ⅱ的Qsys平台,由浅入深地引领读者从嵌入式系统设计的大处着手,玩转软核处理器NIOS II。

  配套资源丰富,提供PPT课件和源码,作者还有配套的开发板,同时可通过网站论坛和书友会与作者互动,为您的后续学习提供强有力的支持!


内容简介

  本书使用Altera公司的Cyclone Ⅳ FPGA器件,由浅入深地引领读者从嵌入式系统设计的大处着手,玩转软核处理器Nios Ⅱ。基于特定的FPGA实验平台,既有足够的理论知识深度作支撑,也有丰富的例程进行实践学习,并且穿插着笔者多年FPGA学习和开发过程中的各种经验和技巧。

  对于希望快速入手嵌入式系统软硬件开发的初学者,以及希望从系统层面提升嵌入式开发能力的学习者,本书都是很好的选择。


作者简介

  吴厚航,[网名 特权同学]:从事FPGA开发设计与板级硬件设计工作,专注于FPGA在数据采集、实时控制、传输协议实现、嵌入式系统等方面的应用。擅长记录、分析并总结经验及技巧。个人技术博客在业内有的口碑。在著名电子网站EDN China创建的FPGA/CPLD助学小组成员过万,提供了众多适合入门和进阶的FPGA/CPLD实验例程以及相关资料,帮助众多的初学者迈入FPGA开发的殿堂。

目录

第1章基于Nios Ⅱ处理器的嵌入式系统

1.1片上系统概述

1.2Nios Ⅱ的优势在哪里

1.3基于Nios Ⅱ处理器的FPGA开发流程

第2章实验平台“勇敢的芯”板级电路详解

2.1板级电路整体架构

2.2电源电路

2.3复位与时钟电路

2.3.1关于FPGA器件的时钟

2.3.2关于FPGA器件的复位

2.3.3实验平台电路解析

2.4FPGA下载配置电路

2.5SRAM接口电路

2.6ADC/DAC芯片电路

2.7UART接口电路

2.8RTC接口电路

2.94×4矩阵按键电路

2.10VGA显示接口电路

2.11蜂鸣器、数码管、流水灯、拨码开关电路

2.12超声波接口、外扩LCD接口电路

第3章Qsys系统创建

3.1Qsys系统概述

3.2Qsys总线互连

3.3Quartus Ⅱ工程创建

3.4进入Qsys系统

3.5Qsys界面简介

3.6新建Qsys系统

3.7保存Qsys系统

3.8加载Qsys系统

勇敢的芯伴你玩转Nios Ⅱ

第4章Qsys通用组件添加与互连

4.1时钟组件添加与设置

4.2Nios Ⅱ处理器添加与设置

4.3RAM组件添加与配置

4.4Nios Ⅱ处理器复位向量与异常向量地址设置

4.5System ID组件添加与配置

4.6JTAG UART组件添加与配置

4.7Timer组件添加与配置

4.8UART组件添加与配置

4.9蜂鸣器PIO组件添加与配置

4.10拨码开关PIO组件添加与配置

第5章Qsys互连总线概述

5.1嵌入式系统的总线

5.2Avalon�睲M总线

5.2.1Avalon�睲M总线写数据操作实例解析

5.2.2Avalon�睲M总线读数据操作实例解析

5.3Avalon�睸T总线

第6章Qsys自定义组件设计

6.1数码管组件

6.1.1功能概述

6.1.2配置寄存器说明

6.1.3组件创建与配置

6.1.4组件添加与配置

6.1.5组件互连与引出

6.2ADC组件

6.2.1功能概述

6.2.2配置寄存器说明

6.2.3组件创建与配置

6.2.4组件添加与配置

6.2.5组件互连与引出

6.3DAC组件

6.3.1功能概述

6.3.2配置寄存器说明

6.3.3组件创建与配置

6.3.4组件添加与配置

6.3.5组件互连与引出

6.4超声波测距组件

6.4.1功能概述

6.4.2配置寄存器说明

6.4.3组件创建与配置

6.4.4组件添加与配置

6.4.5组件互连与引出

6.5RTC组件

6.5.1功能概述

6.5.2配置寄存器说明

6.5.3组件创建与配置

6.5.4组件添加与配置

6.5.5组件互连与引出

6.6矩阵按键组件

6.6.1功能概述

6.6.2配置寄存器说明

6.6.3组件创建与配置

6.6.4组件添加与配置

6.6.5组件互连与引出

第7章Qsys系统生成

7.1中断连接

7.2地址分配

7.3系统生成

7.4Qsys系统例化模板

第8章Quartus Ⅱ工程设计实现

8.1Verilog顶层文件设计

8.2语法检查

8.3引脚分配

8.4系统编译

第9章软件开发工具EDS

9.1EDS软件开启

9.2BSP工程创建

9.3开启BSP Editor

9.4BSP Editor设置

9.5BSP工程编译

9.6工程创建

9.7C代码源文件创建

9.8软件应用工程编译

9.9移除当前工程

9.10加载工程

9.11移植工程

第10章软件实验例程

10.1Nios Ⅱ实例之Hello NIOS II

10.1.1软件功能概述

10.1.2软件代码解析

10.1.3板级调试

10.2Nios Ⅱ实例之System ID与Timestamp

10.2.1软件功能概述

10.2.2软件代码解析

10.2.3板级调试

10.3Nios Ⅱ实例之蜂鸣器定时鸣叫

10.3.1软件功能概述

10.3.2软件代码解析

10.3.3板级调试

10.4Nios Ⅱ实例之拨码开关输入GIO控制

10.4.1软件功能概述

10.4.2软件代码解析

10.4.3板级调试

10.5Nios Ⅱ实例之秒定时数码管显示

10.5.1软件功能概述

10.5.2软件代码解析

10.5.3板级调试

10.6Nios Ⅱ实例之DAC递增输出

10.6.1软件功能概述

10.6.2软件代码解析

10.6.3板级调试

10.7Nios Ⅱ实例之ADC采集打印

10.7.1软件功能概述

10.7.2软件代码解析

10.7.3板级调试

10.8Nios Ⅱ实例之UART收发

10.8.1软件功能概述

10.8.2软件代码解析

10.8.3板级调试

10.9Nios Ⅱ实例之RTC�睻ART时间打印

10.9.1软件功能概述

10.9.2软件代码解析

10.9.3板级调试

10.10Nios Ⅱ实例之RTC�睻ART时间重置

10.10.1软件功能概述

10.10.2软件代码解析

10.10.3板级调试

10.11Nios Ⅱ实例之超声波测距

10.11.1软件功能概述

10.11.2软件代码解析

10.11.3板级调试

10.12Nios Ⅱ实例之倒车雷达

10.12.1软件功能概述

10.12.2软件代码解析

10.12.3板级调试

10.13Nios Ⅱ实例之矩阵按键值采集

10.13.1软件功能概述

10.13.2软件代码解析

10.13.3板级调试

10.14Nios Ⅱ实例之矩阵按键可调的ADC/DAC实例

10.14.1软件功能概述

10.14.2软件代码解析

10.14.3板级调试

10.15Nios Ⅱ实例之计算器

10.15.1软件功能概述

10.15.2软件代码解析

10.15.3板级调试

第11章FPGA器件的代码固化

11.1嵌入式软件HEX文件生成

11.2程序存储器初始化文件加载

11.3JIC烧录文件生成

11.4JTAG烧录配置


《芯·界:Nios II数字系统设计与实践》 探索微控制器世界的无限可能 在这股席卷全球的电子设计浪潮中,数字系统以其强大的功能和灵活性,成为了各行各业创新的核心驱动力。从智能家居的便捷操控,到工业自动化的高效生产,再到物联网的万物互联,无不闪耀着数字设计的智慧光芒。而微控制器,作为数字系统的“大脑”,其性能和易用性直接关系到项目开发的效率和最终产品的竞争力。 在众多微控制器架构中,Altera(现Intel FPGA)推出的Nios II嵌入式处理器以其高度的可配置性、强大的性能以及与FPGA技术紧密结合的优势,赢得了无数工程师和爱好者的青睐。它不仅为开发者提供了一个灵活且可定制的硬件平台,更打开了一扇通往嵌入式系统设计广阔天地的大门。 《芯·界:Nios II数字系统设计与实践》 便是一本致力于引领读者深入探索Nios II微控制器世界的专业著作。本书并非仅仅罗列技术细节,而是以一种系统性的、实践导向的方式,带领您从零开始,逐步掌握Nios II的设计、开发和应用。无论您是初涉嵌入式领域,渴望搭建属于自己的数字系统,还是已经具备一定基础,希望进一步提升Nios II的应用深度,本书都将是您不可或缺的良师益友。 本书的核心价值在于: 系统性的知识体系构建: 本书从Nios II架构的底层原理出发,深入剖析其指令集、流水线、存储器接口、中断处理等核心概念。在此基础上,逐步过渡到软件开发环境的搭建、C语言编程、实时操作系统(RTOS)的应用,以及与FPGA硬件的协同设计。这种由浅入深、循序渐进的编排,确保读者能够建立起扎实而全面的Nios II知识体系,理解其“为什么”和“怎么做”。 丰富的实践案例驱动: 理论与实践相结合是掌握复杂技术的关键。《芯·界》精选了一系列具有代表性的Nios II项目案例,涵盖了从基础的外设控制(如LED、按键、UART)到高级的应用场景(如SD卡读写、LCD显示、网络通信、传感器数据采集与处理)。每一个案例都提供了详尽的设计思路、详细的硬件连接、完整的软件代码以及清晰的调试步骤,让读者在亲手实践中巩固所学,体验将设计转化为实际产品的乐趣。 深入的FPGA硬件协同设计: Nios II的强大之处在于其与FPGA的无缝集成。本书将重点阐述如何利用Quartus Prime等开发工具,对Nios II软核进行定制配置,如何设计和集成自定义的硬件IP核,以及如何实现CPU与自定义硬件之间的高效通信。读者将学习到如何为Nios II量身打造硬件加速器,充分发挥FPGA的并行处理能力,解决传统CPU难以胜任的计算密集型任务。 前沿技术与工程实践的融合: 除了基础的Nios II开发,本书还探讨了一些更具前瞻性的技术,例如使用SoPC Builder(或Platform Designer)等工具快速构建系统,掌握IP Integrator的强大功能,以及如何利用调试器(如Insight Debugger)进行高效的软件调试。同时,书中融入了大量工程实践中的宝贵经验,如代码优化技巧、功耗管理策略、系统稳定性保障等,帮助读者培养严谨的工程设计思维。 面向未来的成长指引: 电子技术的进步日新月异,物联网、人工智能等新兴领域对嵌入式系统的要求越来越高。本书在讲解Nios II技术的同时,也为读者指明了未来学习和发展的方向,例如如何将Nios II与其他更高级的处理器协同工作,如何将其应用于嵌入式AI和边缘计算等领域,为读者未来的职业发展奠定坚实的基础。 本书内容亮点概述: 第一部分:Nios II 体系结构与开发环境 Nios II 处理器核心解析: 深入了解Nios II的指令集架构(ISA)、流水线设计、中断控制器、异常处理机制,理解其高效能和可配置性的根源。 FPGA与Nios II的融合: 详细介绍Altera(Intel FPGA)的FPGA器件系列,以及Quartus Prime开发套件在Nios II系统设计中的应用。 SoPC Builder/Platform Designer详解: 掌握利用图形化工具快速构建Nios II嵌入式系统的流程,理解总线协议(如Avalon-MM)在系统组件互联中的作用。 开发环境搭建与配置: 指导读者安装和配置Nios II嵌入式开发套件(EDS),包括GCC工具链、仿真器、调试器等,为软件开发做好准备。 第二部分:Nios II 软件开发与应用 C/C++ 语言在 Nios II 上的应用: 学习如何在Nios II平台上进行C/C++编程,掌握变量、函数、指针、结构体等基本概念的实际应用。 驱动程序设计: 学习编写和移植各种标准外设(如GPIO、UART、SPI、I2C)的驱动程序,理解寄存器操作和中断服务程序的编写。 实时操作系统(RTOS)入门: 介绍嵌入式实时操作系统(如FreeRTOS)的基本概念,包括任务管理、信号量、消息队列等,以及如何在Nios II上集成和使用RTOS,实现多任务并发。 高级软件开发技巧: 探讨嵌入式软件的优化方法,如代码效率提升、内存管理、栈空间分配等,以及如何使用调试工具进行高效的软件调试。 第三部分:Nios II 硬件设计与IP核定制 Nios II软核的定制化配置: 学习如何根据项目需求,调整Nios II的流水线深度、缓存大小、指令集等参数,以获得最优的性能和资源利用率。 自定义硬件IP核的设计: 深入学习如何使用Verilog或VHDL语言,设计与Nios II接口兼容的自定义硬件模块,实现特定的功能加速。 AXI、Avalon 等总线接口设计: 掌握AXI4、Avalon-MM等标准总线接口的设计与实现,确保Nios II与自定义IP核之间的高效通信。 FPGA资源优化与时序约束: 学习如何合理分配FPGA资源,优化设计以满足时序要求,提高设计的可靠性和性能。 第四部分:Nios II 典型应用案例实战 嵌入式数据采集与处理系统: 构建一个能够连接多种传感器(如温度、湿度、光照),采集数据并进行实时处理和显示的系统。 数字信号处理(DSP)应用: 利用Nios II的计算能力,实现简单的数字滤波、FFT等算法,并探讨如何结合FPGA加速。 网络通信与物联网节点: 设计一个基于TCP/IP或UDP协议的网络通信模块,实现Nios II系统与互联网的连接,为物联网应用奠定基础。 图形显示与用户交互: 控制LCD、OLED等显示屏,实现图形界面的绘制和用户输入的响应,构建更具吸引力的嵌入式产品。 文件系统与存储器管理: 实现SD卡接口,支持FAT32文件系统,学习如何存储和管理大量数据。 《芯·界:Nios II数字系统设计与实践》 是一本集理论深度、实践广度与工程智慧于一体的著作。它将带您走出理论的象牙塔,走进真实的硬件世界,让您在动手实践中,深刻理解Nios II微控制器的强大之处,并能自信地运用其解决实际工程问题。无论您是希望在嵌入式设计领域扬帆起航,还是寻求突破技术瓶颈,本书都将是您最可靠的伙伴,指引您穿越“芯”的迷雾,探索数字设计的无限“界”限。 让我们一起,用Nios II,绘制属于您的数字世界蓝图!

用户评价

评分

拿到《勇敢的芯伴你玩转Nios II》这本书,第一眼吸引我的是封面的色彩搭配。深邃而富有科技感的蓝色,与书名中“芯”字闪耀的光芒形成了鲜明的对比,仿佛预示着一次深度的技术探索之旅。 “伴你玩转”,这两个词给我的感觉非常亲切,像是一位经验丰富的工程师,正在邀请我一同进入一个充满创造力的实验空间。它不是那种理论堆砌的教程,而是强调实践和乐趣,让我觉得学习Nios II会是一件令人兴奋的事情,而不是枯燥的任务。 “勇敢”这个词,我解读为一种面对未知和挑战的态度。Nios II作为一种软核处理器,其应用领域广泛,学习过程中必然会遇到一些需要攻克的难点。这本书的名字,恰好传递了这种鼓励,让我觉得自己拥有了克服困难的勇气和信心。 整本书的设计,给我的感觉就是“专业”与“易懂”的结合。它没有使用过于花哨的元素,但每一个细节都透露着对技术的尊重和对读者的关怀。我期待这本书能够像它的名字一样,成为我学习Nios II道路上最可靠的“芯伴”,让我能够自信而愉快地“玩转”它。

评分

这本《勇敢的芯伴你玩转Nios II》给我最深刻的印象就是它传达出的一种“伙伴式”的学习理念。封面上那个独特的“芯”字,仿佛是一个活生生的、充满智慧的伙伴,准备和我一起踏上Nios II的学习之旅。 “伴你玩转”这几个字,用一种非常直观的方式表明了这本书的目的——不是简单地讲解技术,而是要带领读者真正地去“玩”它,去体验它的乐趣。这种“玩转”的说法,让我感觉学习过程会充满惊喜,而不是沉闷的知识灌输。 “勇敢”这个词,点出了学习过程中可能遇到的挑战,同时也给了我一种鼓励。它暗示着,这本书会帮助我克服学习Nios II过程中可能出现的困难,让我有信心去深入钻研。这种鼓励性的命名,对于任何一个想要深入学习某个技术领域的人来说,都是一种莫大的鼓舞。 我喜欢这种将技术学习与“陪伴”和“玩乐”结合起来的宣传方式。它打破了传统技术书籍的刻板印象,让Nios II的学习显得更加平易近人,充满了探索的吸引力。这本书的名字,就像一位热情的向导,邀请我一起去发现Nios II的精彩世界。

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这套书的封面设计真是太吸引人了!深邃的蓝色背景,上面跃动着银色的代码流,仿佛宇宙星辰在我眼前展开。中间那个醒目的“芯”字,闪烁着科技的光芒,让人一眼就能感受到它与电子世界紧密相连。而“伴你玩转”这几个字,又带着一种亲切和引导的意味,好像一个经验丰富的伙伴,随时准备和我一起探索未知的领域。 我尤其喜欢书名中“勇敢”二字,它传递了一种积极向上的精神。电子开发,尤其是涉及到嵌入式系统,常常会遇到各种挑战和困难,需要开发者有足够的勇气去面对,去尝试,去克服。这个名字就像一针强心剂,鼓励我不要畏惧,勇敢地迈出第一步,去拥抱这个充满无限可能的世界。 这本书的包装也很用心。硬壳封面,纸张质感厚实,摸上去有种沉甸甸的踏实感。每一页印刷都清晰锐利,字体大小适中,阅读起来非常舒适。我迫不及待地想翻开它,感受它带来的知识盛宴。 总的来说,这本书给我的第一印象就是专业、有吸引力,并且充满了鼓励。它不仅仅是一本书,更像是我学习Nios II过程中的一位忠实伙伴,陪伴我开启这段充满挑战与乐趣的旅程。

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拿到这本书的那一刻,就觉得它不是那种枯燥乏味的教科书。封面上那个充满未来感的“芯”字,和“玩转”这两个字结合在一起,瞬间就点燃了我对学习的兴趣。我一直觉得,学习一门技术,如果能把它当作一种“玩”的方式,那么效率和乐趣都会大大提升。 “伴你玩转”,这几个字我特别喜欢。它给我的感觉不是那种高高在上、生涩难懂的知识灌输,而是像一个经验丰富的导师,手把手地教我,让我能够轻松愉快地掌握Nios II的奥秘。这种“陪伴”的感觉,对于初学者来说非常重要,能够缓解学习过程中的焦虑和迷茫。 “勇敢”这个词,也让我觉得这本书的定位很精准。嵌入式开发,特别是像Nios II这样的软核处理器,确实需要一点点“勇敢”去尝试和探索。它不是一个简单的按键操作,而是需要我们深入理解其内在的逻辑和运行机制。这本书的出现,就像是给了我一个探索的理由和勇气。 而且,书的整体设计风格,从封面到书名,都传递着一种科技感和探索精神,让我觉得这不仅仅是一本关于技术学习的书,更是一次关于技术启蒙和成长的体验。我期待着在这本书的引导下,能够真正“玩转”Nios II,并在电子开发的世界里,变得更加“勇敢”。

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我最近刚收到一本名为《勇敢的芯伴你玩转Nios II》的新书,拿到手的第一感觉是它的设计非常独特。封面上那个“芯”字,用了一种非常醒目的金属质感,周围环绕着一些抽象的电路图纹理,既有科技的冷峻,又不失设计的巧思,让人立刻联想到微电子和嵌入式系统。 “伴你玩转”这几个字,用的是一种比较活泼的字体,和封面的整体风格形成了一种有趣的对比,好像在说,虽然技术本身可能有些深奥,但通过这本书,你可以用一种轻松愉快的方式来学习和掌握它。这种“玩转”的意境,很吸引我,让我觉得学习Nios II不再是枯燥的理论堆砌,而是可以充满趣味性的实践过程。 “勇敢”这个词,我理解为它鼓励读者去挑战困难,去深入探索。Nios II作为一种软核处理器,其学习曲线可能相对陡峭,需要一定的耐心和毅力。这本书的名字,恰恰传递了一种积极的信号,鼓励我们不要害怕,勇敢地去接触和掌握这项技术。 这本书的整体视觉风格,给我一种专业又不失亲和力的感觉。它不是那种非常严肃的学术书籍,而是更像一本导引手册,引导我一步一步地去理解和实践。我被这种充满活力的封面和书名所吸引,对它所能带来的学习体验充满了期待。

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东西很好,快递也很快,正品

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书比想象中的薄,质量倒还塔头

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好好哦

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写的听详细的

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非常好的书,之前同学推荐的

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给别人买的,一次性买了好几本不同的图书,应该不错,希望有助于程序猿的学习和能力提高

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京东老客户了,超级满意哦!

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给别人买的,一次性买了好几本不同的图书,应该不错,希望有助于程序猿的学习和能力提高

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好评

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