ALTERA實現NIOS最小系統的三個部件
（1） 處理部件：NIOSII為ALTERA器件中所專有的軟核處理器，而xilinx所對應的為microblaze的軟核。通過在Qsys的界面工具中提供許多IP，而NIOSII也提供三個版本提供使用，分別是高速型，標準型，以及經濟型。如果FPGA內部邏輯有限，可選擇的經濟型，其占用資源較少。如果需要內部資源豐富又需要運行嵌入式操作系統uclinux等復雜軟件。則建議選擇高速型，而要運行linux等操作系統，則在NIOSII高速型中配置MMU則是必須的。如無具體需求，則使用標準型即可。值得一提的是，NIOSII為哈佛型體系結構，即數據和指令分開，從Qsys可以看出，其接口分為指令接口和數據接口。
（2） 存儲部件：對于在FPGA內部實現SOC來說，片內的塊RAM就是實現SOC內部程序與數據的存儲空間。也可以使用片外的存儲區，如片外SRAM或者DDR等。也可以作為程序和數據的存儲空間。對于NIOSII處理器來說，只有選取了片內存儲區或者片外存儲區，才能設定程序中斷向量和復位起始位置的存儲區。另外，雖然AVALON總線支持數據總線和地址總線通過片上互聯同一接口訪問單端口RAM。但建議使用時，例化為雙AVALON接口的雙端口RAM，一則是因為一般存儲區所需RAM深度夠大，一般支持真雙端口RAM，另一方面，數據和指令分開，能夠提升系統的性能。
（3） 輸入輸出部件：通常在嵌入式SOC系統中，最常用的輸入輸出部件就是串口（UART）。常常被應用于（打印printf（），scanf（））函數的輸入輸出。如果系統設計了串口（一般為SOC系統中所必須的），則例化系統中的支持avalon接口的串口即可，如果系統中不幸沒有，那么ALTERA公司提供了JTAG-UART接口提供給用戶輸入輸出交互接口。即通過復用JTAG下載線來模擬串口的操作。如果系統中有多個輸出輸出設備，如有多個UART，則在編程時，需在BSP的環境中設定，選擇使用哪個UART作為系統的輸出。
使用ALTERA的Qsys工具可以方便的在FPGA上構建SOC系統。只需選擇相應的IP（可以是系統自帶，也可以使用自己構建支持avalon-mm接口的IP）。通過系統的互聯從而構成一個片上系統。圖形化的界面只需通過avalon總線連接信號將NIOSII和外設連接在一起即可。連接完畢后，還需要下面操作：
（1） 為每個外設設定地址，例如上圖中RAM和JTAG-UART，每個外設都需要一個地址范圍，可以點擊系統中自動地址分配，也可以手動分配一個區間。只有為每個外設分配地址后（相當于整個系統的門牌號），處理器才能根據地址來訪問各個外設。
（2） 如外設有中斷，則為外設分配中斷號，也可自動或者手動完成。如不分配中斷的話，那么處理器訪問外設，只有查詢一種交互方式了。中斷方式使用可以減少處理器的負載。
在ALTERA的QSYS工具中，硬件信息全部存儲在sopcinfo。主要是包括各個外設的地址信息等，用于產生system.h。也就是說，作為軟件和硬件的交互的渠道是每個外設的基地址，中斷，和內部寄存器等信息。系統構建結束后，剩下的就可以軟件編程了，運行在搭建的SOC系統上的第一個“hello world”的程序。
對于現在FPGA上的SOC設計，廠商為了其方便易用，做了大量的工作，只需按照其指南一步步，就可以實現相應的設計，但同時，也限制了對其基本原理的深入的理解。什么事情都有其兩面性，作為FPGA工程師，SOC的原理則應該能夠重點關注，這樣不論是ALTERA還是XILINX其基本原理也是一致的。如不使用廠家的處理器核（NIOSII、microblaze），也可以使用其他的軟核（如51等，ARM）在FPGA上實現SOC系統。只不過原來工具做的工作，就需要手動來完成了。
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