SOPC原理及应用

中国海洋大学本科生课程大纲

课程属性：公共基础/通识教育/学科基础/专业知识/工作技能，课程性质：必修、选修

一、课程介绍

1.课程描述（中英文）：

SOPC原理及应用是一门工作技能教育层面的专业选修课，是与ARM原理及应用、DSP原理及应用相并列的嵌入式技术课程之一，是专业特色课程。该课程与数字电子技术基础、C语言程序设计、数字逻辑与FPGA、嵌入式原理及接口技术、测控系统高级设计、海洋观测仪器、计算机控制技术、工业控制网络技术等课程有着较强的联系。通过本课程的学习，学生可以熟悉和掌握系统的基于SOPC技术的嵌入式系统硬件设计方法、基于μC/OS-II操作系统的嵌入式系统软件设计方法。

本课程主要内容包括硬件描述语言VHDL、SOPC的硬件开发环境及硬件开发流程、NIOSⅡ处理器体系结构、Avalon总线规范、SOPC的软件设计流程和方法、NIOS Ⅱ常用外设编程、NIOSⅡ系统高级开发技术等内容。

Principles and applications of SOPC is a professional course of work skill education. It is one of the embedded technology courses paralleled with ARM principle and application, DSP Principle and application. It is a characteristic professional course. The course is closely related to the basic digital electronic technology, C program design, digital logic and FPGA, microprocessor principle and interface technology, advanced design of measurement and

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control system, ocean observation instrument, computer control technology, industrial control network technology and so on. Through the study of this course, students can be familiar with and master the hardware design method of embedded system based on SOPC technology and the software desi gn method of embedded system based on μC/OS-II operating system.

The main contents of this course include hardware description language VHDL, hardware development environment and hardware development process of SOPC, Nios II processor architecture, Avalon bus specification, software design process and method of SOPC, common peripheral programming of Nios II, advanced development technology of Nios II system, etc.

2.设计思路：

SOPC作为一种灵活高效的SOC解决方案，是一种新兴的系统级软硬件协同设计技术，体现了嵌入式技术的系统性、高性能、高集成度、低功耗的发展趋势。通过本课程的学习，学生在知识和技能层面上掌握基于SOPC技术的嵌入式系统设计方法，同时，认识到自动化工程领域的快速发展及自主学习的重要性。

以《SOPC技术基础教程》教材章节内容为基础，本课程的内容编排顺序为：（1）SOPC技术简介；（2）硬件描述语言VHDL语法介绍；（3）SOPC的硬件开发环境及硬件开发流程；（4）NIOSⅡ处理器体系结构；（5）Avalon总线规范；（6）SOPC的软件设计流程和方法；（7）NIOSⅡ常用外设编程；（8）NIOSⅡ系统高级开发技术。

3. 课程与其他课程的关系：

先修课程：C语言程序设计、数字电子技术基础、数字逻辑与FPGA、嵌入式系统原理及接口技术

后置课程：测控系统综合实训、工业控制网络技术、计算机控制技术

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二、课程目标

三、学习要求

1. 最低学习要求

根据教学日历安排或教师安排，课前预习相关课程内容；课堂认真听课，积极参与课堂教学活动（同步软件操作练习、课堂提问、课堂讨论）；课后根据课堂笔记和课件PPT，及时复习、熟练课堂教学内容，并完成课后作业；积极参加课内实验课，并独立完成实验内容；积极参加答疑时间段与教师或助教的互动。

2. 进一步学习指导

基于课程实验平台，设计开发复杂度、深度高于课程单元实验的课程综合性设计，

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独立完成设计工作并提交设计报告。四、教学进度

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五、参考教材与主要参考书

选用教材：

1.《SOPC技术基础教程》，侯建军郭勇主编，清华大学出版社、北京交通大学出版社，2008年5月第1版

主要参考书：

1.《NIOSII 嵌入式软核SOPC设计原理及应用》，李兰英主编，北京航空航天大学出版社，2006年11月第1版

2.《基于FPGA的嵌入式开发与应用》，徐光辉程东旭黄如主编，电子工业出版社，

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