可编程片上系统设计_复习大纲 (2).doc

《可编程片上系统设计》复习大纲

Altera公司可编程逻辑器件中支持NiosII软核处理器的器件系列
Cyclone,CycloneⅡ,Stratix,StratixⅡ,StratixGX,HardCopyStratix
Avalon总线的总线结构及其功能
总线结构：内设：NiosCPU，DMA控制器（DMAcontroller）；
外设：指令存储器（instructionmemory），数据存储器（datamemory）,SDRAM控制器（SDRAMcontroller），以太网接口（Ethernetinterface）
功能：Avalon总线是一种相对简单的总线结构，主要用于连接片内处理器与外设，以构成可编程单芯片系统（SOPC）。Avalon总线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。
Nios软核处理器的特征
1）更多的可配置寄存器2）极大的灵活性和可扩展性3）功能强大的开发工具
NiosII软核处理器系列包括了内核
NiosⅡ/f(快速)，NiosⅡ/e(经济)，NiosⅡ/s(标准)
SoC的设计是基于IPCore复用，IPCore包括哪些
硬核，软核，固核
在FPGA设计中嵌入SignalTap Ⅱ逻辑分析仪具体有哪两种方法
第一种方法是建立一个SignalTap Ⅱ文件（.stp），然后定义STP文件的详细内容；
第二种方法是用MegaWizardPlag-InManager建立并配置STP文件，然后用MegaWizard实例化一个HDL输出模块。
LogicLock区域的特性主要有哪两个标志
大小、状态。（固定大小，锁定状态；固定大小，浮动状态；自动大小，浮动状态）
Nios处理器有哪三种不同的方法来实现整数乘法
1)MUL指令2）MSTEP指令3）软件乘法器
CycloneIIFPGA内部的嵌入式乘法器能够实现在典型DSP功能中经常用到的简单乘法器操作。每个嵌入式乘法器都能够被配置成为怎样的乘法器
配置成为一个18×18位的乘法器，或两个9×9位的乘法器
DSPBuilder设计流程中的自动流程较之手动流程存在哪些缺点
无法设置具体型号的器件、无法指定引脚分配
QuartusII软件编程器具有哪四种编程模式
1）被动串行模式2）JTAG模式3)主动串行编程模式4）套接字内编程模式
CycloneIIFPGA上面集成的BlockRAM为M4K，其大小如何？
4KB
NiosIIIDE为软件开发提供了哪些主要功能
工程管理器，编辑器和编译器，调试器以及闪存编程器
NiosII处理器的运行模式有哪些
用户模式，超级用户模式，调试模式
QuartusII软件的开发流程是哪些

Nios指令总线主端口（InstructionBus-Master）有哪些特点
Nios指令总线主端口（InstructionBus-Master）是16位宽的端口，支持延时操作。此主端口仅仅是负责从存储器中读取指令的通道，不支持任何写操作。
因为主端口支持延时操作，所以能够适合于各种不同速度的存储器。
指令主端口可以在上一条指令返回之前，发出新的读取指令的请求。
NiosCPU采用“假设无分支（branch-not-taken）”的预测方法来生成预取指令的地址。
由于支持具有操作延迟的存储器，所以使得在使用慢速存储器时，对CPU的影响达到最小，并能在整体上提高系统的最高频率。
当访问慢速存储器的时，用户还可以选用片内缓存的机制来提高读取指令的平均速度。
由SOPCBuilder自动产生的Avalon总线，具有动态总线宽度对齐逻辑的功能。因此，在Nios指令总线主端口上可以连接8、16和32位宽的存储器，以满足不同应用场合的需要。
基于FPGA的嵌入式系统的特点
SOPC结合了SOC和FPGA各自的优点，一般具备以下基本特征：至少包含一个嵌入式处理器内核；具有小容量片内高速SRAM资源；丰富的IPCore资源可供选择；足够的片上可编程逻辑资源；处理器调试接口和FPGA编程接口；可能包含部分可编程模拟电路；单芯片、低功耗、微封装；系统简练、专用型强、实时操作系统。
软核处理器的特点（同3）
SOPC的特点
SOPC是一种通用器件，是基于FPGA的可重构SOC，其设计周期短，设计成本低。SOPC集成了硬核或软核CPU、ＤＳＰ、存储器、外围Ｉ／Ｏ及可编程逻辑，是更加灵活、高效的ＳＯＣ解决方案
NiosCPU中具有指令缓存功能，缓存命中和缓存不命中的定义
1）缓存命中：在启用缓存功能情况下，NiosCPU在执行程序时，如果缓存中具有下一条要执行的指令或者具有当指令所使用的数据，那么NiosCPU就可以直接使用，从而省去从外部存贮器中获取指令或数据的时间，把这种情况简称为缓存命中。当缓存有效时，缓存命中就会使得存储器的加