1. 嵌入式硬件设计 Liky@felab Likai @ustc.edu

2. 嵌入式硬件设计  嵌入式硬件设计的特点  硬件的四大关键技术  嵌入式硬件的开发流程  一个具体的开发实例  软 cpu 核－－ NIOS II

3. 嵌入式硬件设计的特点  没有规则，量体裁衣  同系统软件密切相关 硬件所有的资源都很紧张的 为实现功能选用的每个芯片都是专用的，需要从底层进行开发

4. PC 硬件 功能模块固定 体积大小固定 外部接口规范 功耗控制简单 嵌入式系统硬件 没有必须支持的功能 没有固定的体积大小 没有必须提供的接口 功耗控制复杂

5. 硬件的四大关键技术  Mcu 微控制器  Dsp 数字信号处理器  Fpge 可编程逻辑器件  内存 Eprom ， Eeprom ， Flash ， Sram ， Sdram

6. 几种主要器件的比较 应用硬件灵 活性 软件灵 活性 功耗开发 Mcu 复杂控 制 中高低 Handb ook Dsp 数据处 理 低中中 Handb ook ＋ 算法 Fpga 接口设 计简单 控制 高不支持高 Vhdl ， Verilog

7. 嵌入式硬件的开发流程  确定嵌入式系统的需求（最关键）  体系结构设计，软硬件分割（最困难）  详细的硬件设计  软硬件的联调和集成  测试

8. 一个具体的开发实例

9. BF533 @500M 5249 @120M A/DD/A TV S-videoCVBS FlashSdramWlan Ps2 红外 以太网 CPLD 以太网 控制器 MP3 解码器 Amp D/A 硬盘 SPI@12M

10. 设计中遇到的问题  两个分离中心，开发难度增大  系统速度瓶颈－ SPI  外部总线任务过于繁重  Mp3 解码速度受限  PCMCIA 控制信号时序不兼容  指令 Cache 过小，软件加速困难  红外遥控软件解码，消耗资源过多  I/O 不够 不可能找到满足我们所有要求的 CPU ！！

11. 软 cpu 核－ NIOS II  Fpga 嵌入 MCU 是目前的一个趋势  NIOS II Basics  Design your cpu as your wish  NIOS II 的不足  NIOS II 开发方法

12. Fpga 中嵌入 cpu 的优势  The pins on the chip can be rearranged to make board design easier  Extra pins and logic resources can be used for functions unrelated to the processor  Xlinx （ Powerpc ） Atmel （ ARM7TDMI), Altera （ NIOS II)

13. NIOS II Basic

14. Design your cpu as your wish  Custumize your soft － core more or less a feature ， 3 kind of soft － core  Custunmize your peripheral set add or remove your peripheral  Custunmize your instructions use custom instructions to increase system performance

15. 3 kind of soft － core

16. What can we do with NIOS II?

17. BF533 @500M 5249 @120M A/DD/A TV S-videoCVBS FlashSdramWlan Ps2 红外 以太网 CPLD 以太网 控制器 MP3 解码器 Amp D/A 硬盘 SPI@12M

18. 设计中遇到的问题  两个分离中心，开发难度增大  系统速度瓶颈－ SPI  外部总线任务过于繁重  Mp3 解码速度受限  PCMCIA 控制信号时序不兼容  指令 Cache 过小，软件加速困难  红外遥控软件解码，消耗资源过多  I/O 不够 不可能找到满足我们所有要求的 CPU ！！

19. NIOS II 的不足  速度慢， 150MIPS 。 Sram 工艺和连线特性 使 NIOS II 无法提供一个高性能的可配置的 片上总线  灵活性不是神话，实现高度的灵活性仍然 有大的技术难度  功耗大，电源管理难于实现

20. NIOS II 的开发方法  硬件开发环境： Quartus II 4.0 ， SOPC builder ，原理图设计， Cyclone  www.opencore.org IP core 下载 www.opencore.org  软件开发环境： IDE 软件开发工具

24. 谢谢！