《SOPC技术》课程实验报告模板

SOPC 技术 课程实验报告 姓 名 学 号 班 级 同 组 者 指导教师 高金定 信息科学与工程学院信息科学与工程学院 2013 2014 学年第一学期学年第一学期 1 SOPC 技术 课程实验报告 学生姓名 所在班级 指导教师 高金定 老师 记分及评价 记分及评价 项目满分3 分 得 分 一 实验名称 实验 1 基于 LPM 的正弦信号发生器的设计 二 任务及要求 任务 在 QuartusII 平台上 采用查找表的设计方法 利用 LPM 兆功能模块 完成 64 点 8 位 的正弦信号发生器的设计 正弦信号发生器结构框图如下 顶层 VHDL 设计文件 SINGT VHD 5 位数据计数器 地址发生器 数据存储 ROM LPM ROM 模块 datarom vhd 8 位 D A 波形输出 要求 1 数据存储 ROM 和地址信号发生器均由 LPM 模块实现 2 在 Quartus II 软件上进行时序仿真 3 利用 Signal Tap II 嵌入式逻辑分析仪进行在线测试与分析 此步需使用实验箱 并且要确保实验箱与电脑处于在线可下载状态 思考 1 编写 DAC0832 数模转换程序 利用示波器观察输出信号波形 2 如何在此基础上设计方波 三角波等信号发生器 如何实现波形幅度等参数可调 三 实验程序 原理图 四 仿真及结果分析 2 五 硬件验证 1 选择模式 2 引脚锁定情况表 六 小结 3 SOPC 技术 课程实验报告 学生姓名 所在班级 指导教师 高金定 老师 记分及评价 记分及评价 项目满分3 分 得 分 一 实验名称 实验 2 基于 DSP Builder 正弦信号发生器的设计 二 任务及要求 任务 采用 DSP Builder 系统建模的方法 设计正弦信号发生器 要求采用查找表的方法 完成正弦信号发生器模块的建模 仿真 Step Signal Compiler Scope Product a 7 0 b 7 0 r 15 0 X Output o7 0 LUT 5 0 q 7 0 Input ibit Increment Decrement c 5 0 Delay z 1 要求 1 完成模型构建及仿真 得到如下波形图 100 0 100 050100150200250300350400450500 5 0 5 4 2 将模型转换成 VHDL 硬件描述语言 利用 Modelsim 软件进行 RTL 仿真 3 再在 Quartus II 软件上进行编译 时序仿真与时序分析 4 利用 Signal Tap II 嵌入式逻辑分析仪进行在线测试与分析 此步需使用实验箱 并且要确保实验箱与电脑处于在线可下载状态 三 仿真模型及参数 四 仿真及结果分析 五 小结 5 SOPC 技术 课程实验报告 学生姓名 所在班级 指导教师 高金定 老师 记分及评价 记分及评价 项目满分3 分 得 分 一 实验名称 实验 3 基于 DSP Builder 的 FIR 数字低通滤波器的设计 二 任务及要求 任务 调用 DSP Builder 模块 设计 FIR 低通数字滤波器 完成建模与仿真 直 接型 FIR 滤波器的原理图如下图所示 3 3 2 2 1 1 0 nxhnxhnxhnxhnh 要求 1 滤波器阶数为 8 阶 截止频率为 100KHz 采用频率为 1000KHz 输入信号为频 率为 100KHz 的方波信号 要求从时域和频率分析滤波器的性能 2 完成模型构建及仿真 得到如下波形图 6 3 将模型转换成 VHDL 硬件描述语言 利用 Modelsim 软件进行 RTL 仿真 5 再在 Quartus II 软件上进行编译 时序仿真与时序分析 4 思考如何利用 FIR 滤波器的线性特性 对滤波器的结构进行优化设计 三 仿真模型及参数 四 仿真及结果分析 五 小结 7 SOPC 技术 课程实验报告 学生姓名 所在班级 指导教师 高金定 老师 记分及评价 记分及评价 项目满分3 分 得 分 一 实验名称 实验 4 基于 IP 核的 FIR 数字低通滤波器的设计 二 任务及要求 任务 调用 FIR Compiler 数字滤波器 IP 核 掌握 IP 核的使用方法 设计 FIR 低 通数字滤波器 完成建模与仿真 fir compiler v8 1 reset n ast sink data 7 0 ast sink valid ast source ready ast sink error 1 0 ast source data 17 0 ast sink ready ast source valid ast source error 1 0 fir compiler 8 1 clk 20 ns VCC 1 Single PulseScope Pulse Generator Input ibit GND 0 要求 1 滤波器阶数为 8 阶 截止频率为 100KHz 采用频率为 1000KHz 输入信号为频 率为 100KHz 的方波信号 要求从时域和频率分析滤波器的性能 2 完成模型构建及仿真 得到如下波形图 8 3 将模型转换成 VHDL 硬件描述语言 利用 Modelsim 软件进行 RTL 仿真 4 再在 Quartus II 软件上进行编译 时序仿真与时序分析 三 仿真模型及参数 四 仿真及结果分析 五 小结 9 SOPC 技术 课程实验报告 学生姓名 所在班级 指导教师 高金定 老师 记分及评价 记分及评价 项目满分3 分 得 分 一 实验名称 实验 5 基于 SOPC 技术的 LED 流水灯控制器的设计 二 任务及要求 任务 定制 Nios II 嵌入式软核处理器 添加 PLL 数字锁相环 构建 SOPC 硬件系统 在此 基础上 编写 C 语言程序使用 PIO 口控制 8 个 LED 进行流水灯显示 流水灯花样自选 利用 Nios II IDE 开发平台进行调试 要求 1 使用片内 RAM 存储器 2 引脚锁定使用 TCL 脚本语言 3 必须在硬件平台上进行测试 4 思考 如果使用片外 flash 存储器 设计如何更改 提示 Nios II 嵌入式软核处理器及其组件如下图所示 流水灯花样可采取查找表的方法 比如 流水灯花样 低电平点亮 调用时候取反操作 const alt u32 LED TBL 0 x00 0 xFF 全部熄灭后 再全部点亮 0 x01 0 x02 0 x04 0 x08 0 x10 0 x20 0 x40 0 x80 依次逐个点亮 0 x01 0 x03 0 x07 0 x0F 0 x1F 0 x3F 0 x7F 0 xFF 依次逐个叠加 0 xFF 0 x7F 0 x3F 0 x1F 0 x0F 0 x07 0 x03 0 x01 依次逐个递减 0 x81 0 x42 0 x24 0 x18 0 x18 0 x24 0 x42 0 x81 两个靠拢后分开 0 x81 0 xC3 0 xE7 0 xFF 0 xFF 0 xE7 0 xC3 0 x81 从两边叠加后递减 主要应用到写 PIO 端口函数 10 IOWR ALTERA AVALON PIO DATA LED PIO BASE LED TBL i 三 SOPC 硬件设计 四 SOPC 软件程序设计 五 软硬件调试 测试与分析 六 小结 11 SOPC 技术 课程实验报告 学生姓名 所在班级 指导教师 高金定 老师 记分及评价 记分及评价 项目满分3 分 得 分 一 实验名称 实验 6 基于 SOPC 技术的数码管显示控制器的设计 二 任务及要求 任务 定制 Nios II 嵌入式软核处理器 添加 PLL 数字锁相环 构建 SOPC 硬件系统 在此 基础上 编写 C 语言程序使用 PIO 口控制数码管循环显示 0 1 2 3 E F 字符 利用 Nios II IDE 开发平台进行调试 要求 1 使用片内 RAM 存储器 2 引脚锁定使用 TCL 脚本语言 3 必须在硬件平台上进行测试 4 思考 如果使用片外 flash 存储器 设计如何更改 提示 Nios II 嵌入式软核处理器及其组件如下图所示 软件程序请参考教材 P324 页 三 SOPC 硬件设计 四 SOPC 软件程序设计 五 软硬件调试 测试与分析 12 六 小结 13 SOPC 技术 课程实验报告 学生姓名 所在班级 指导教师 高金定 老师 记分及评价 记分及评价 项目满分3 分 得 分 一 实验名称 实验 7 按键控制的数码管显示控制器的设计 二 任务及要求 任务 定制 Nios II 嵌入式软核处理器 添加 PLL 数字锁相环 构建 SOPC 硬件系统 包括 1 个按键和 1 个 7 段 LED 数码管接口 PIO 在此基础上 编写 C 语言程序 实现每按一次 按键 数码管显示数据加一 连续按按键 数码管将顺序 循环地显示从 0 到 F 的字符 利用 Nios II IDE 开发平台进行调试 要求 1 使用片内 RAM 存储器 2 引脚锁定使用 TCL 脚本语言 3 必须在硬件平台上进行测试 4 使用 Nios II 中断操作 5 思考 如果使用片外 flash 存储器 设计如何更改 提示 Nios II 嵌入式软核处理器及其组件如下图所示 软件程序请参考教材 P327 页 三 SOPC 硬件设计 四 SOPC 软件程序设计 14 五 软硬件调试 测试与分析 六 小结 15 SOPC 技术 课程实验报告 学生姓名 所在班级 指导教师 高金定 老师 记分及评价 记分及评价 项目满分10 分 得 分 综合训练项目 自选 数字电子钟 乐曲播放 数码相框 频谱分析仪 等综合性 设计项目 完成程序设计及调试 并在实验箱上进行验证 并撰写科技论文 1 篇 要求完全按照论文格式要求 至少包含题目 作者姓名 单位 中英文摘要 中英 文关键词 引言 国内外研究现状 设计方案 测试及结果分析 结论 参考文献 等几个部分 其中参考文献不少于 30 篇 外文文献不少于 10 篇 论文字数不少 于 3000 字 格式如下页所示 16 题目 三号黑体 居中 姓名 小四 楷体 GB2312 居中 班级 小四 楷体 GB2312 居中 摘要 五号 宋体 关键词 五号 宋体 英文题目 三号 Times New Roman Abstract 五号 Times New Roman Key words 五号 Times New Roman 正文部分 小四 宋体 0 0 引言引言 1 1 设计要求设计要求 2 2 设计方案设计方案 3 3 硬件设计硬件设计 图 1 Nios II 处理器及其外设 五号 楷体 GB2312 居中 按顺序编号 示例 4 4 软件程序设计软件程序设计 5 5 测试与结果分析测试与结果分析 17 6 6 结论结论 参考文献 五号