基于FPGA的片上可编程系统(SOPC)设计之：Altera公司的NIOS II解决方案

件，C程序的头文件和库文件，模拟文件等）。所以，SOPCBuilder可看作是一个以IP模块为输入，集成的系统为输出的工具。

SOPCBuilder会提示用户设置参数，并提示使用哪些可选的端口和外设。一旦向导生成了NIOS系统模块，则可以在设计文件中生成实例。一些常规硬软件接口、中断子程序等，都可被SOPCBuilder完成，节约用户很多时间，而且更可靠。

3．NIOSII指令结构

NIOSIICPU是一种采用流水线技术、单指令流的RISC处理器，其大部分指令可以在一个时钟周期内完成。NIOSII处理器又是一种软核CPU，专门针对Altera的可编程逻辑器件以及片上可编程系统的设计思想，做了相应优化。

作为一种可配置的通用RISC处理器，它可以与用户自定义逻辑（userlogic）结合构成SoC系统，并下载到Altera的可编程器件中去。32位NIOS软核，结合外部闪存以及大容量存储器，可构成一个功能强大的32位嵌入式处理器系统

在Altera的NIOSII嵌入式处理器中，用户可以在NIOSII指令系统中增加用户自定义指令，以增强其对强实时软件算法的处理能力。用户自定义指令可以通过单周期或多周期操作来完成复杂的处理任务。

另外，增加的用户自定义指令同样可以访问存储器或NIOS系统外的逻辑。采用用户自定义指令，用户可以把一个复杂的标准指令序列，简化为一条用硬件实现的单个指令。这一特性可以用于多种情况，例如对数字信号处理（DSP）、数据包处理以及计算密集型软件进行优化。

4．Avalon总线

Avalon总线是一种将片上处理器和外设连接成片上可编程系统（SOPC）的一种简单总线结构。它描述了主从构件间的端口连接关系，以及构件间通信的时序关系。Avalon总线规范提供了各种选项，来剪裁总线信号和时序，以满足不同类型外设的需要。

SOPCBuilder能够自动产生Avalon总线。Avalon总线也包括许多特性和约定，用以支持SOPCBuilder软件自动生成系统、总线和外设。片上可编程系统（SOPC）的设计人员在嵌入式系统开发和调试时，还有其他辅助工具，例如：ModelSim模拟器，以及其他监控、调试工具等。