基于NiosⅡ处理器的TFT-LCD图形显示设计

　　2.2 SoPC系统建立

　　基于FPGA的SoPC方案[3]的可配置性表现在搭建硬件平台时，用户可以根据自己要实现的功能来灵活选择所需要的存储器以及外围接口设备,而不用把所有提供的元件添加到系统中，这样就可以因功能不同而有针对性地设计每一个系统，从而也避免了添加无用元件占用FPGA资源而引起浪费。例如，由系统的整体结构可知,本系统所需要的基本组件有CPU、SDRAM控制器、JTAG-UART、SRAM、定时器以及用三态桥来连接的CPI-FLASH,因为在TFT-LCD已经带有控制器了，所以就不需要以自定义组件的形式在SoPC Builder中添加该元件的控制器。

　　本系统的构建基于QuartusⅡ8.0版本的SoPC Builder工具，它使用CPU、存储器接口和外围设备(例如本设计中添加的挂接在三态桥上的接口gx_tft_lcd)生成系统模块，并在Avalon总线模块和所有系统组件上的从属设备端口之间自动生成互连逻辑。由于利用总线方式来访问已经带有控制器(TCB8000A)的TFT LCD，因此需要在Nios Ⅱ系统模块中手动添加一个三态接口gx_tft_lcd。因为是只创建一个接口，因此不需要HDL文件和HAL文件,但是在信号设置时,应根据Avalon总线三态从端口写时序图和TCB8000A的控制接口来添加需要的信号。

　　设置生成新元件后就可以将新定制的gx_tft_lcd添加到Nios系统中，产生Nios II 系统模块，并添加到工程中。保存编译，通过之后可将编译生成的sof文件下载到FPGA芯片，至此硬件方面的工作基本完成。

　　图2所示为搭建本设计的硬件平台中使用SoPC Builder工具来添加生成的系统模块。

　　3 软件设计

　　Nios II处理器的软件程序设计使用HAL (Hardware Abstraction Layer)系统库。HAI系统库[4]为程序员提供了应用程序与底层硬件交互的设备驱动接口，简化了应用程序的开发，同时还为应用程序与底层硬件驱动划分了一条很清晰的分界线，从而大大提高了应用程序的可复用性，使得应用程序不受底层硬件变化的影响实现系统硬件和应用程序之间的通信。HAI API[5](Application Program Interface)集成了ANSI C标准库，使上层程序像访问C函数库一样访问系统硬件和软件。软件设计不用考虑底层硬件实现的细节而直接编写应用程序。系统软件结构如图3所示。

　　软件系统主要分为两部分：系统的初始化对LCD控制器的控制以及显示数据的处理。