题目：基于SOPC的计算机接口设计与实现

随着电子技术和EDA技术的发展，嵌入式系统的设计和实现朝着基于芯片，特别是SOPC（System On a Programmable Chip，可编程片上系统）的方向发展，基于FPGA的可编程片上系统技术逐渐成为嵌入式系统技术发展的新方向。利用IP核复用技术，基于SOPC来实现计算机可编程接口芯片的功能，并将接口芯片的IP核集成到一片FPGA中。基于SOPC的计算机接口电路具有集成度高、体积小、功耗低等优点，而且具有独特的用户可编程能力，真正实现计算机系统的功能重构。SOPC以其设计的灵活性、可裁剪和软硬件可编程等特点和优势，有着良好的发展前景。 本文以可编程逻辑器件为设计平台，结合当前流行的EDA设计工具，利用Verilog HDL设计并实现各常用接口芯片的IP核；利用Nios II集成开发环境，在Nios II软核处理器的控制下，添加各种IP核，用C语言进行接口的应用设计，构建出从接口芯片设计到接口应用的完整的创新性实验体系。 本文首先分析了FPGA的基本原理以及基于FPGA的嵌入式系统的开发流程，熟悉计算机接口技术、DE2开发板、Nios II系统的相关内容，明确了设计方法。在此基础上针对每个计算机接口芯片，根据其内部结构、引脚、工作方式等，进行模块划分，设计各接口的IP核，并经过下载、调试和运行来验证IP核设计的正确性。然后在Nios II集成开发环境下，用C语言设计接口的驱动及应用，下载到DE2开发板上并进行演示，构建创新性的实验设计。 接口设计与实现可用于计算机教学实验环境，方便学生进一步掌握关于计算机接口以及通信的相关技术，增强学生的实践动手能力。