SOPC是一种特殊的嵌入式系统,它属于片上系统(SOC),能够用单个芯片完成整个系统的主要逻辑功能。SOPC继承了SOC的各种特点,同时也兼具着PLD和FPGA的优点,其具有如下特点:至少包含一个嵌入式处理器内核;具有小容量片内高速RAM资源;丰富的IPCore资源可供选择;足够的片上可编程逻辑资源;处理器调试接口和FPGA编程接口;单芯片、低功耗、微封装。FPGA中能够植入一种特殊的逻辑,该逻辑具有微处理器的所有功能,可用于组成软核SOPC系统,此处理器被称作NIOSⅡ。这种处理器与普通的微处理器最大的区别在于它是一种软核。在该系统中运行软件之前,设计人员首先需要设计一套包含该软核处理器的软核系统。然后将这套软核系统植入到FPGA当中,整个软件系统就能在此基础上搭建。它是一个真正的软核:它能被植入到FGPA中的任何位置,以满足具体系统设计的需要。半导体分立器件测试仪是在自动化高速自动测试的需求下设计出来的。早期的测试仪采用的处理器大多是单片机,在半导体产业的飞速发展过程中,出现了采用计算机直接控制的测试仪,最近又有采用ARM处理器作为其处理器的测试仪。本文研究了将带有软核处理器的SOPC应用到该类测试仪器中的相关问题。分析了代码存储及执行方式:XIP、Fully shadowed、Demand paging,并设计了相应的外部存储器。设计了一个适用于半导体分立器件测试仪的NIOSⅡ处理器系统,该系统满足测试仪对处理器性能方面的需求,并且提供各种功能接口包括:测试仪总线接口、UART接口等。同时使用SDRAM和Flash两种类型的存储芯片,为测试数据的存储提供了足够的存储空间。最后在此软核系统的基础上,设计了相应的软件驱动程序,并完成了串口的仿真调试工作。同时用实例说明了NIOSⅡ系统本身的灵活性,这套系统在设计的过程中,可以方便的修改,甚至可以在成品的状态下,通过调试接口将相应的硬件功能开通或者屏蔽。