基于Nios II实现AVALON总线与USB控制器的接口设计

基于Nios II实现AVALON总线与USB控制器的接口设计

1. 引言

AVALON总线拥有多种传输模式，以适应不同外设要求。基本传输模式是在主从外设之间进行单字节，半字或字的传输。AVALON总线还支持一些高级传输模式，例如支持流操作，支持延时操作，支持多个主设备同时访问。

2.用户自定义逻辑模块设计流程

图1 SOPC设计流程

这里以常用的USB控制芯片SL811HS为例详细介绍如何在Nios II中添加用户自定义模块。图2是系统结构图。

3.1 USB控制芯片介绍［2］

3.2 USB接口模块设计

图3 自定义USB接口模块

在Quartus II中对模块功能进行仿真，由于SL811HS是数据/地址复用端口， Nios II对其缓冲区写的时候，先把地址通过nios_write_data［7..0］发送到ad［7..0］，然后把数据通过nios_write_data［7..0］发送到ad［7..0］。从SL811HS缓冲区读数据的时候，先把缓冲区地址通过nios_write_data［7..0］发送到ad［7..0］，然后通过ad［7..0］读数据到nios_read_data［7..0］中。如图4所示。

图4 接口转换模块仿真波形

3.3添加用户自定义逻辑

当SOPC Builder生成一个Nios II处理器设计时，会完成以下工作：

生成Nios II处理器系统的硬件设计文件*.ptf，可以用这些文件来创建Nios II系统硬件。

3.4 SL811HS读写函数的实现

#define ADDR_REG 0x00900c00

#define DATA_REG 0x00900c04

sl811_read（u8 reg）

{IOWR（ADDR_REG，0，reg）;

return IORD（DATA_REG，0）;

}

sl811_write（u8 reg， u8 val）

{IOWR（ADDR_REG，0，reg）;

IOWR（DATA_REG，0，val）;

}

4.总结

SOPC技术利用库，可以快速生成嵌入式系统。同时，可以方便地把用户自定义的逻辑加入到系统中，体现了用设计嵌入式系统的灵活性。此外，还可以通过SOPC Builder向处理器中添加用户自定义的指令，扩充了Nios II指令集。对于原型机的开发，是一种很好的开发方法，且能够快速地生成最终产品，有效地缩短了开发周期。

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