勇敢的芯伴你玩轉Nios II pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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吳厚航 著

圖書標籤:

• Nios II
• 嵌入式係統
• FPGA
• Altera
• 軟核處理器
• Verilog
• 係統設計
• 硬件描述語言
• 數字邏輯
• 開發指南

齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302437840

版次：1

商品編碼：12006050

包裝：平裝

叢書名： 電子設計與嵌入式開發實踐叢書

開本：16開

齣版時間：2016-07-01

用紙：膠版紙

頁數：191

字數：319000

編輯推薦

　　本書作者吳厚航（網名 特權同學）齣版瞭多本FPGA方麵的圖書，深受讀者的好評。本書使用Altera公司的Cyclone IV FPGA器件，采用Quartus Ⅱ的Qsys平颱，由淺入深地引領讀者從嵌入式係統設計的大處著手，玩轉軟核處理器NIOS II。

　　配套資源豐富，提供PPT課件和源碼，作者還有配套的開發闆，同時可通過網站論壇和書友會與作者互動，為您的後續學習提供強有力的支持！

內容簡介

　　本書使用Altera公司的Cyclone Ⅳ FPGA器件，由淺入深地引領讀者從嵌入式係統設計的大處著手，玩轉軟核處理器Nios Ⅱ。基於特定的FPGA實驗平颱，既有足夠的理論知識深度作支撐，也有豐富的例程進行實踐學習，並且穿插著筆者多年FPGA學習和開發過程中的各種經驗和技巧。

　　對於希望快速入手嵌入式係統軟硬件開發的初學者，以及希望從係統層麵提升嵌入式開發能力的學習者，本書都是很好的選擇。

作者簡介

　　吳厚航，[網名 特權同學]：從事FPGA開發設計與闆級硬件設計工作，專注於FPGA在數據采集、實時控製、傳輸協議實現、嵌入式係統等方麵的應用。擅長記錄、分析並總結經驗及技巧。個人技術博客在業內有的口碑。在著名電子網站EDN China創建的FPGA/CPLD助學小組成員過萬，提供瞭眾多適閤入門和進階的FPGA/CPLD實驗例程以及相關資料，幫助眾多的初學者邁入FPGA開發的殿堂。

目錄

第1章基於Nios Ⅱ處理器的嵌入式係統

1．1片上係統概述

1．2Nios Ⅱ的優勢在哪裏

1．3基於Nios Ⅱ處理器的FPGA開發流程

第2章實驗平颱“勇敢的芯”闆級電路詳解

2．1闆級電路整體架構

2．2電源電路

2．3復位與時鍾電路

2．3．1關於FPGA器件的時鍾

2．3．2關於FPGA器件的復位

2．3．3實驗平颱電路解析

2．4FPGA下載配置電路

2．5SRAM接口電路

2．6ADC/DAC芯片電路

2．7UART接口電路

2．8RTC接口電路

2．94×4矩陣按鍵電路

2．10VGA顯示接口電路

2．11蜂鳴器、數碼管、流水燈、撥碼開關電路

2．12超聲波接口、外擴LCD接口電路

第3章Qsys係統創建

3．1Qsys係統概述

3．2Qsys總綫互連

3．3Quartus Ⅱ工程創建

3．4進入Qsys係統

3．5Qsys界麵簡介

3．6新建Qsys係統

3．7保存Qsys係統

3．8加載Qsys係統

勇敢的芯伴你玩轉Nios Ⅱ

第4章Qsys通用組件添加與互連

4．1時鍾組件添加與設置

4．2Nios Ⅱ處理器添加與設置

4．3RAM組件添加與配置

4．4Nios Ⅱ處理器復位嚮量與異常嚮量地址設置

4．5System ID組件添加與配置

4．6JTAG UART組件添加與配置

4．7Timer組件添加與配置

4．8UART組件添加與配置

4．9蜂鳴器PIO組件添加與配置

4．10撥碼開關PIO組件添加與配置

第5章Qsys互連總綫概述

5．1嵌入式係統的總綫

5．2Avalon�睲M總綫

5．2．1Avalon�睲M總綫寫數據操作實例解析

5．2．2Avalon�睲M總綫讀數據操作實例解析

5．3Avalon�睸T總綫

第6章Qsys自定義組件設計

6．1數碼管組件

6．1．1功能概述

6．1．2配置寄存器說明

6．1．3組件創建與配置

6．1．4組件添加與配置

6．1．5組件互連與引齣

6．2ADC組件

6．2．1功能概述

6．2．2配置寄存器說明

6．2．3組件創建與配置

6．2．4組件添加與配置

6．2．5組件互連與引齣

6．3DAC組件

6．3．1功能概述

6．3．2配置寄存器說明

6．3．3組件創建與配置

6．3．4組件添加與配置

6．3．5組件互連與引齣

6．4超聲波測距組件

6．4．1功能概述

6．4．2配置寄存器說明

6．4．3組件創建與配置

6．4．4組件添加與配置

6．4．5組件互連與引齣

6．5RTC組件

6．5．1功能概述

6．5．2配置寄存器說明

6．5．3組件創建與配置

6．5．4組件添加與配置

6．5．5組件互連與引齣

6．6矩陣按鍵組件

6．6．1功能概述

6．6．2配置寄存器說明

6．6．3組件創建與配置

6．6．4組件添加與配置

6．6．5組件互連與引齣

第7章Qsys係統生成

7．1中斷連接

7．2地址分配

7．3係統生成

7．4Qsys係統例化模闆

第8章Quartus Ⅱ工程設計實現

8．1Verilog頂層文件設計

8．2語法檢查

8．3引腳分配

8．4係統編譯

第9章軟件開發工具EDS

9．1EDS軟件開啓

9．2BSP工程創建

9．3開啓BSP Editor

9．4BSP Editor設置

9．5BSP工程編譯

9．6工程創建

9．7C代碼源文件創建

9．8軟件應用工程編譯

9．9移除當前工程

9．10加載工程

9．11移植工程

第10章軟件實驗例程

10．1Nios Ⅱ實例之Hello NIOS II

10．1．1軟件功能概述

10．1．2軟件代碼解析

10．1．3闆級調試

10．2Nios Ⅱ實例之System ID與Timestamp

10．2．1軟件功能概述

10．2．2軟件代碼解析

10．2．3闆級調試

10．3Nios Ⅱ實例之蜂鳴器定時鳴叫

10．3．1軟件功能概述

10．3．2軟件代碼解析

10．3．3闆級調試

10．4Nios Ⅱ實例之撥碼開關輸入GIO控製

10．4．1軟件功能概述

10．4．2軟件代碼解析

10．4．3闆級調試

10．5Nios Ⅱ實例之秒定時數碼管顯示

10．5．1軟件功能概述

10．5．2軟件代碼解析

10．5．3闆級調試

10．6Nios Ⅱ實例之DAC遞增輸齣

10．6．1軟件功能概述

10．6．2軟件代碼解析

10．6．3闆級調試

10．7Nios Ⅱ實例之ADC采集打印

10．7．1軟件功能概述

10．7．2軟件代碼解析

10．7．3闆級調試

10．8Nios Ⅱ實例之UART收發

10．8．1軟件功能概述

10．8．2軟件代碼解析

10．8．3闆級調試

10．9Nios Ⅱ實例之RTC�睻ART時間打印

10．9．1軟件功能概述

10．9．2軟件代碼解析

10．9．3闆級調試

10．10Nios Ⅱ實例之RTC�睻ART時間重置

10．10．1軟件功能概述

10．10．2軟件代碼解析

10．10．3闆級調試

10．11Nios Ⅱ實例之超聲波測距

10．11．1軟件功能概述

10．11．2軟件代碼解析

10．11．3闆級調試

10．12Nios Ⅱ實例之倒車雷達

10．12．1軟件功能概述

10．12．2軟件代碼解析

10．12．3闆級調試

10．13Nios Ⅱ實例之矩陣按鍵值采集

10．13．1軟件功能概述

10．13．2軟件代碼解析

10．13．3闆級調試

10．14Nios Ⅱ實例之矩陣按鍵可調的ADC/DAC實例

10．14．1軟件功能概述

10．14．2軟件代碼解析

10．14．3闆級調試

10．15Nios Ⅱ實例之計算器

10．15．1軟件功能概述

10．15．2軟件代碼解析

10．15．3闆級調試

第11章FPGA器件的代碼固化

11．1嵌入式軟件HEX文件生成

11．2程序存儲器初始化文件加載

11．3JIC燒錄文件生成

11．4JTAG燒錄配置

《芯·界：Nios II數字係統設計與實踐》 探索微控製器世界的無限可能 在這股席捲全球的電子設計浪潮中，數字係統以其強大的功能和靈活性，成為瞭各行各業創新的核心驅動力。從智能傢居的便捷操控，到工業自動化的高效生産，再到物聯網的萬物互聯，無不閃耀著數字設計的智慧光芒。而微控製器，作為數字係統的“大腦”，其性能和易用性直接關係到項目開發的效率和最終産品的競爭力。 在眾多微控製器架構中，Altera（現Intel FPGA）推齣的Nios II嵌入式處理器以其高度的可配置性、強大的性能以及與FPGA技術緊密結閤的優勢，贏得瞭無數工程師和愛好者的青睞。它不僅為開發者提供瞭一個靈活且可定製的硬件平颱，更打開瞭一扇通往嵌入式係統設計廣闊天地的大門。 《芯·界：Nios II數字係統設計與實踐》 便是一本緻力於引領讀者深入探索Nios II微控製器世界的專業著作。本書並非僅僅羅列技術細節，而是以一種係統性的、實踐導嚮的方式，帶領您從零開始，逐步掌握Nios II的設計、開發和應用。無論您是初涉嵌入式領域，渴望搭建屬於自己的數字係統，還是已經具備一定基礎，希望進一步提升Nios II的應用深度，本書都將是您不可或缺的良師益友。 本書的核心價值在於： 係統性的知識體係構建： 本書從Nios II架構的底層原理齣發，深入剖析其指令集、流水綫、存儲器接口、中斷處理等核心概念。在此基礎上，逐步過渡到軟件開發環境的搭建、C語言編程、實時操作係統（RTOS）的應用，以及與FPGA硬件的協同設計。這種由淺入深、循序漸進的編排，確保讀者能夠建立起紮實而全麵的Nios II知識體係，理解其“為什麼”和“怎麼做”。 豐富的實踐案例驅動： 理論與實踐相結閤是掌握復雜技術的關鍵。《芯·界》精選瞭一係列具有代錶性的Nios II項目案例，涵蓋瞭從基礎的外設控製（如LED、按鍵、UART）到高級的應用場景（如SD卡讀寫、LCD顯示、網絡通信、傳感器數據采集與處理）。每一個案例都提供瞭詳盡的設計思路、詳細的硬件連接、完整的軟件代碼以及清晰的調試步驟，讓讀者在親手實踐中鞏固所學，體驗將設計轉化為實際産品的樂趣。 深入的FPGA硬件協同設計： Nios II的強大之處在於其與FPGA的無縫集成。本書將重點闡述如何利用Quartus Prime等開發工具，對Nios II軟核進行定製配置，如何設計和集成自定義的硬件IP核，以及如何實現CPU與自定義硬件之間的高效通信。讀者將學習到如何為Nios II量身打造硬件加速器，充分發揮FPGA的並行處理能力，解決傳統CPU難以勝任的計算密集型任務。 前沿技術與工程實踐的融閤： 除瞭基礎的Nios II開發，本書還探討瞭一些更具前瞻性的技術，例如使用SoPC Builder（或Platform Designer）等工具快速構建係統，掌握IP Integrator的強大功能，以及如何利用調試器（如Insight Debugger）進行高效的軟件調試。同時，書中融入瞭大量工程實踐中的寶貴經驗，如代碼優化技巧、功耗管理策略、係統穩定性保障等，幫助讀者培養嚴謹的工程設計思維。 麵嚮未來的成長指引： 電子技術的進步日新月異，物聯網、人工智能等新興領域對嵌入式係統的要求越來越高。本書在講解Nios II技術的同時，也為讀者指明瞭未來學習和發展的方嚮，例如如何將Nios II與其他更高級的處理器協同工作，如何將其應用於嵌入式AI和邊緣計算等領域，為讀者未來的職業發展奠定堅實的基礎。 本書內容亮點概述： 第一部分：Nios II 體係結構與開發環境 Nios II 處理器核心解析： 深入瞭解Nios II的指令集架構（ISA）、流水綫設計、中斷控製器、異常處理機製，理解其高效能和可配置性的根源。 FPGA與Nios II的融閤： 詳細介紹Altera（Intel FPGA）的FPGA器件係列，以及Quartus Prime開發套件在Nios II係統設計中的應用。 SoPC Builder/Platform Designer詳解： 掌握利用圖形化工具快速構建Nios II嵌入式係統的流程，理解總綫協議（如Avalon-MM）在係統組件互聯中的作用。 開發環境搭建與配置： 指導讀者安裝和配置Nios II嵌入式開發套件（EDS），包括GCC工具鏈、仿真器、調試器等，為軟件開發做好準備。 第二部分：Nios II 軟件開發與應用 C/C++ 語言在 Nios II 上的應用： 學習如何在Nios II平颱上進行C/C++編程，掌握變量、函數、指針、結構體等基本概念的實際應用。 驅動程序設計： 學習編寫和移植各種標準外設（如GPIO、UART、SPI、I2C）的驅動程序，理解寄存器操作和中斷服務程序的編寫。 實時操作係統（RTOS）入門： 介紹嵌入式實時操作係統（如FreeRTOS）的基本概念，包括任務管理、信號量、消息隊列等，以及如何在Nios II上集成和使用RTOS，實現多任務並發。 高級軟件開發技巧： 探討嵌入式軟件的優化方法，如代碼效率提升、內存管理、棧空間分配等，以及如何使用調試工具進行高效的軟件調試。 第三部分：Nios II 硬件設計與IP核定製 Nios II軟核的定製化配置： 學習如何根據項目需求，調整Nios II的流水綫深度、緩存大小、指令集等參數，以獲得最優的性能和資源利用率。 自定義硬件IP核的設計： 深入學習如何使用Verilog或VHDL語言，設計與Nios II接口兼容的自定義硬件模塊，實現特定的功能加速。 AXI、Avalon 等總綫接口設計： 掌握AXI4、Avalon-MM等標準總綫接口的設計與實現，確保Nios II與自定義IP核之間的高效通信。 FPGA資源優化與時序約束： 學習如何閤理分配FPGA資源，優化設計以滿足時序要求，提高設計的可靠性和性能。 第四部分：Nios II 典型應用案例實戰 嵌入式數據采集與處理係統： 構建一個能夠連接多種傳感器（如溫度、濕度、光照），采集數據並進行實時處理和顯示的係統。 數字信號處理（DSP）應用： 利用Nios II的計算能力，實現簡單的數字濾波、FFT等算法，並探討如何結閤FPGA加速。 網絡通信與物聯網節點： 設計一個基於TCP/IP或UDP協議的網絡通信模塊，實現Nios II係統與互聯網的連接，為物聯網應用奠定基礎。 圖形顯示與用戶交互： 控製LCD、OLED等顯示屏，實現圖形界麵的繪製和用戶輸入的響應，構建更具吸引力的嵌入式産品。 文件係統與存儲器管理： 實現SD卡接口，支持FAT32文件係統，學習如何存儲和管理大量數據。 《芯·界：Nios II數字係統設計與實踐》 是一本集理論深度、實踐廣度與工程智慧於一體的著作。它將帶您走齣理論的象牙塔，走進真實的硬件世界，讓您在動手實踐中，深刻理解Nios II微控製器的強大之處，並能自信地運用其解決實際工程問題。無論您是希望在嵌入式設計領域揚帆起航，還是尋求突破技術瓶頸，本書都將是您最可靠的夥伴，指引您穿越“芯”的迷霧，探索數字設計的無限“界”限。 讓我們一起，用Nios II，繪製屬於您的數字世界藍圖！

評分☆☆☆☆☆

我最近剛收到一本名為《勇敢的芯伴你玩轉Nios II》的新書，拿到手的第一感覺是它的設計非常獨特。封麵上那個“芯”字，用瞭一種非常醒目的金屬質感，周圍環繞著一些抽象的電路圖紋理，既有科技的冷峻，又不失設計的巧思，讓人立刻聯想到微電子和嵌入式係統。 “伴你玩轉”這幾個字，用的是一種比較活潑的字體，和封麵的整體風格形成瞭一種有趣的對比，好像在說，雖然技術本身可能有些深奧，但通過這本書，你可以用一種輕鬆愉快的方式來學習和掌握它。這種“玩轉”的意境，很吸引我，讓我覺得學習Nios II不再是枯燥的理論堆砌，而是可以充滿趣味性的實踐過程。 “勇敢”這個詞，我理解為它鼓勵讀者去挑戰睏難，去深入探索。Nios II作為一種軟核處理器，其學習麯綫可能相對陡峭，需要一定的耐心和毅力。這本書的名字，恰恰傳遞瞭一種積極的信號，鼓勵我們不要害怕，勇敢地去接觸和掌握這項技術。 這本書的整體視覺風格，給我一種專業又不失親和力的感覺。它不是那種非常嚴肅的學術書籍，而是更像一本導引手冊，引導我一步一步地去理解和實踐。我被這種充滿活力的封麵和書名所吸引，對它所能帶來的學習體驗充滿瞭期待。

評分☆☆☆☆☆

拿到《勇敢的芯伴你玩轉Nios II》這本書，第一眼吸引我的是封麵的色彩搭配。深邃而富有科技感的藍色，與書名中“芯”字閃耀的光芒形成瞭鮮明的對比，仿佛預示著一次深度的技術探索之旅。 “伴你玩轉”，這兩個詞給我的感覺非常親切，像是一位經驗豐富的工程師，正在邀請我一同進入一個充滿創造力的實驗空間。它不是那種理論堆砌的教程，而是強調實踐和樂趣，讓我覺得學習Nios II會是一件令人興奮的事情，而不是枯燥的任務。 “勇敢”這個詞，我解讀為一種麵對未知和挑戰的態度。Nios II作為一種軟核處理器，其應用領域廣泛，學習過程中必然會遇到一些需要攻剋的難點。這本書的名字，恰好傳遞瞭這種鼓勵，讓我覺得自己擁有瞭剋服睏難的勇氣和信心。 整本書的設計，給我的感覺就是“專業”與“易懂”的結閤。它沒有使用過於花哨的元素，但每一個細節都透露著對技術的尊重和對讀者的關懷。我期待這本書能夠像它的名字一樣，成為我學習Nios II道路上最可靠的“芯伴”，讓我能夠自信而愉快地“玩轉”它。

評分☆☆☆☆☆

拿到這本書的那一刻，就覺得它不是那種枯燥乏味的教科書。封麵上那個充滿未來感的“芯”字，和“玩轉”這兩個字結閤在一起，瞬間就點燃瞭我對學習的興趣。我一直覺得，學習一門技術，如果能把它當作一種“玩”的方式，那麼效率和樂趣都會大大提升。 “伴你玩轉”，這幾個字我特彆喜歡。它給我的感覺不是那種高高在上、生澀難懂的知識灌輸，而是像一個經驗豐富的導師，手把手地教我，讓我能夠輕鬆愉快地掌握Nios II的奧秘。這種“陪伴”的感覺，對於初學者來說非常重要，能夠緩解學習過程中的焦慮和迷茫。 “勇敢”這個詞，也讓我覺得這本書的定位很精準。嵌入式開發，特彆是像Nios II這樣的軟核處理器，確實需要一點點“勇敢”去嘗試和探索。它不是一個簡單的按鍵操作，而是需要我們深入理解其內在的邏輯和運行機製。這本書的齣現，就像是給瞭我一個探索的理由和勇氣。 而且，書的整體設計風格，從封麵到書名，都傳遞著一種科技感和探索精神，讓我覺得這不僅僅是一本關於技術學習的書，更是一次關於技術啓濛和成長的體驗。我期待著在這本書的引導下，能夠真正“玩轉”Nios II，並在電子開發的世界裏，變得更加“勇敢”。

評分☆☆☆☆☆

這套書的封麵設計真是太吸引人瞭！深邃的藍色背景，上麵躍動著銀色的代碼流，仿佛宇宙星辰在我眼前展開。中間那個醒目的“芯”字，閃爍著科技的光芒，讓人一眼就能感受到它與電子世界緊密相連。而“伴你玩轉”這幾個字，又帶著一種親切和引導的意味，好像一個經驗豐富的夥伴，隨時準備和我一起探索未知的領域。 我尤其喜歡書名中“勇敢”二字，它傳遞瞭一種積極嚮上的精神。電子開發，尤其是涉及到嵌入式係統，常常會遇到各種挑戰和睏難，需要開發者有足夠的勇氣去麵對，去嘗試，去剋服。這個名字就像一針強心劑，鼓勵我不要畏懼，勇敢地邁齣第一步，去擁抱這個充滿無限可能的世界。 這本書的包裝也很用心。硬殼封麵，紙張質感厚實，摸上去有種沉甸甸的踏實感。每一頁印刷都清晰銳利，字體大小適中，閱讀起來非常舒適。我迫不及待地想翻開它，感受它帶來的知識盛宴。 總的來說，這本書給我的第一印象就是專業、有吸引力，並且充滿瞭鼓勵。它不僅僅是一本書，更像是我學習Nios II過程中的一位忠實夥伴，陪伴我開啓這段充滿挑戰與樂趣的旅程。

評分☆☆☆☆☆

這本《勇敢的芯伴你玩轉Nios II》給我最深刻的印象就是它傳達齣的一種“夥伴式”的學習理念。封麵上那個獨特的“芯”字，仿佛是一個活生生的、充滿智慧的夥伴，準備和我一起踏上Nios II的學習之旅。 “伴你玩轉”這幾個字，用一種非常直觀的方式錶明瞭這本書的目的——不是簡單地講解技術，而是要帶領讀者真正地去“玩”它，去體驗它的樂趣。這種“玩轉”的說法，讓我感覺學習過程會充滿驚喜，而不是沉悶的知識灌輸。 “勇敢”這個詞，點齣瞭學習過程中可能遇到的挑戰，同時也給瞭我一種鼓勵。它暗示著，這本書會幫助我剋服學習Nios II過程中可能齣現的睏難，讓我有信心去深入鑽研。這種鼓勵性的命名，對於任何一個想要深入學習某個技術領域的人來說，都是一種莫大的鼓舞。 我喜歡這種將技術學習與“陪伴”和“玩樂”結閤起來的宣傳方式。它打破瞭傳統技術書籍的刻闆印象，讓Nios II的學習顯得更加平易近人，充滿瞭探索的吸引力。這本書的名字，就像一位熱情的嚮導，邀請我一起去發現Nios II的精彩世界。

評分☆☆☆☆☆

沒有什麼實質的東西！

評分☆☆☆☆☆

專業書籍，挺好的。。。

評分☆☆☆☆☆

實用性非常強，直接上手，適閤初學者

評分☆☆☆☆☆

不錯 挺好的 三天看完瞭 有收獲

評分☆☆☆☆☆

實用性非常強，直接上手，適閤初學者

評分☆☆☆☆☆

好

評分☆☆☆☆☆

看著還不錯的樣子！！！

評分☆☆☆☆☆

給彆人買的，一次性買瞭好幾本不同的圖書，應該不錯，希望有助於程序猿的學習和能力提高

評分☆☆☆☆☆

居然不能 有貨先發，太*瞭