美国Altera公司开发了基于SOPC技术的Nios II嵌入式处理器,设计者可以非常方便的使用SOPC Builder系统开发工具构造以处理器为基础的系统,针对自己的要求配置Nios II软核、Avalon总线以及外围接口系统,体现了面向用户,面向应用的SOPC技术设计思想。应用与SOPC相关的集成开发平台和辅助开发工具,加快了SOPC的设计与验证环节的开发速度,对于嵌入式系统的产品开发和应用,具有广泛的价值和深远的意义。SD存储卡因具备体积小、存储容量高、可擦写、价格低以及非易失性等特点被广泛应用于手机、数码相机、MP3播放器等领域,可以为解决嵌入式系统内存偏小提供解决方案。本论文中,包括硬件设计和软件设计两部分。硬件设计部分所应用的工具有Quartus II和SOPC Builder。根据系统的要求配置硬件,在SOPC Builder导入模块集成库中的模块主要有Nios II cpu、三态桥、flash、sram、timer、tag_uart、 sd_clk、sd_cmd、sd_dat以及sd_dat3,使用硬件语言Verilog HDL实现了CPU功能,并完成了SD卡接口电路。软件设计部分所使用的工具主要有Nios II IDE集成开发环境,包括实现了SPI模式对SD卡的读写设计,并在SPI模式读写SD卡的基础上按照FAT16文件格式实现了在SD卡中创建并读写文件的程序设计。经测试证明,该系统完成了微控制器对SD卡的基本读写功能,在SD卡中创建文件、保存文件、读取文件的功能,可操作性强,实现了扩充嵌入式系统内存的目的,是一种有效解决嵌入式系统内存偏小问题的方案。