论文部分内容阅读
随着集成电路技术的持续发展，已形成了各种嵌入式系统(Embedded System)和片上系统(System On Chip,SOC)技术。所谓嵌入式系统就是一个高性能的专用计算机系统，它以计算机技术作为基础，以应用作为研究中心，软硬件能够裁剪，同时又具有成本低、体积小、功耗低、可靠性高的特点[1]。而随着集成电路行业中工艺技术的发展以及集成度的不断提高，嵌入式系统设计开始由板级向芯片级即片上系统发展，并进一步发展为片上可编程系统(System On a ProgrammableChip,SOPC)。而基于FPGA的可编程片上系统以其设计灵活、可裁剪、软硬件可编程等特点和优势，倍受设计者青睐，目前已经广泛用于军事、消费电子、网络通信、工业控制等各个领域，所以对可编程片上系统的研究有着重要的意义。本设计选用CycloneII系列EP2C8Q208C8N作为系统核心，利用Altera公司提供的QuartusII软件自带的SOPC Builder工具组建了包括FLASH、SDRAM、串口、定时器、VGA、PS2等器件在内的完整的硬件平台，利用NiosII IDE工具进行俄罗斯游戏系统的软件设计和调试，以及向目标开发板进行Flash下载。本论文首先介绍了课题研究的背景和基于FPGA的可编程片上系统设计开发流程及相关知识，并分别介绍了嵌入式系统开发主要的硬件设计和软件设计两个部分。然后比较详细的介绍本系统硬件部分设计工具和方法及软件部分设计工具和方法。硬件设计主要介绍利用VerilogHDL硬件语言设计VGA接口可复用的IP核，PS2接口模块的设计和利用SOPC Builder、NiosII等工具设计创建NiosII CPU内核，并添加FLASH、SDRAM、串口、定时器、VGA、PS2等模块生成一个完整的硬件系统。软件设计主要介绍利用NisoII软核处理器系统应用到俄罗斯方块游戏中和实现游戏的控制功能的方法，以及利用C语言设计俄罗斯方块游戏流程。最后对整个系统进行测试，验证分析本设计方案的正确性和基于NiosII处理器游戏平台开发的可行性。