基于NiosⅡ處理器的TFT-LCD圖形顯示設計
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2.2 SoPC系統建立
基于FPGA的SoPC方案[3]的可配置性表現在搭建硬件平臺時，用戶可以根據自己要實現的功能來靈活選擇所需要的存儲器以及外圍接口設備,而不用把所有提供的元件添加到系統中，這樣就可以因功能不同而有針對性地設計每一個系統，從而也避免了添加無用元件占用FPGA資源而引起浪費。例如，由系統的整體結構可知,本系統所需要的基本組件有CPU、SDRAM控制器、JTAG-UART、SRAM、定時器以及用三態橋來連接的CPI-FLASH,因為在TFT-LCD已經帶有控制器了，所以就不需要以自定義組件的形式在SoPC Builder中添加該元件的控制器。
本系統的構建基于QuartusⅡ8.0版本的SoPC Builder工具，它使用CPU、存儲器接口和外圍設備(例如本設計中添加的掛接在三態橋上的接口gx_tft_lcd)生成系統模塊，并在Avalon總線模塊和所有系統組件上的從屬設備端口之間自動生成互連邏輯。由于利用總線方式來訪問已經帶有控制器(TCB8000A)的TFT LCD，因此需要在Nios Ⅱ系統模塊中手動添加一個三態接口gx_tft_lcd。因為是只創建一個接口，因此不需要HDL文件和HAL文件,但是在信號設置時,應根據Avalon總線三態從端口寫時序圖和TCB8000A的控制接口來添加需要的信號。
設置生成新元件后就可以將新定制的gx_tft_lcd添加到Nios系統中，產生Nios II 系統模塊，并添加到工程中。保存編譯，通過之后可將編譯生成的sof文件下載到FPGA芯片，至此硬件方面的工作基本完成。
圖2所示為搭建本設計的硬件平臺中使用SoPC Builder工具來添加生成的系統模塊。
3 軟件設計
Nios II處理器的軟件程序設計使用HAL (Hardware Abstraction Layer)系統庫。HAI系統庫[4]為程序員提供了應用程序與底層硬件交互的設備驅動接口，簡化了應用程序的開發，同時還為應用程序與底層硬件驅動劃分了一條很清晰的分界線，從而大大提高了應用程序的可復用性，使得應用程序不受底層硬件變化的影響實現系統硬件和應用程序之間的通信。HAI API[5](Application Program Interface)集成了ANSI C標準庫，使上層程序像訪問C函數庫一樣訪問系統硬件和軟件。軟件設計不用考慮底層硬件實現的細節而直接編寫應用程序。系統軟件結構如圖3所示。
軟件系統主要分為兩部分：系統的初始化對LCD控制器的控制以及顯示數據的處理。
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