基于Nios II的嵌入式系统主要实现了绞线式列车总线（WTB，Wire Train Bus） 网络节点机的功能，该系统是基于SOPC技术，首先定制Nios II的嵌入式CPU、必要的外部和相关配置的芯片，然后按照WTB标准和Nios II特有的Avalon总线接口设计并通过VHDL实现MAU的功能，由Nios II来控制WTB网络通信功能。基于Nios II嵌入式软核WTB网络节点机硬件体系结构主要由FPGA、Flash nemory、SSRAM Memory、MAX7000配置控制器等硬件组成。FPGA 采用Altera公司的Cyclone系列的EP1C6Q240C8，使用Altera公司的MAX7000系列的EPM7256配置控制器完成对EP1C6Q240C8的配置，基于Nios II的嵌入式系统的原理图如图1所示。
其中图中的JTAG2表明有2个JTAG接口，一个用来在线配置调试，一个用来下载更新配置文件。
2 FPGA 器件的配置方式
FPGA的配置方式分为主动方式（AS，Active Serial）、被动方式（PS，Passive Serial）和JTAG方式，数据宽度有8位并行方式和串行方式两种。在主动模式下，FPGA在上电后，由PLD器件引导配置操作过程，它控制着外部存储器和初始化过程，自动将配置数据从相应的外存储器读入到SRAM 中，实现内部结构映射；而在被动模式下，FPGA则作为从属器件，由相应的控制电路或微处理器提供配置所需的时序，实现配置数据的下载。
下面对基于ICR（In-Circuit Reconfigurability）FPGA器件的配置方式进行详细分析：
（1） 主动串行方式（AS，Active Serial）：主要使用EPC配置器件，适应用低速设备的配置；
（2） 被动串行方式（PS，Passive Seria1）：使用配置控制器的串行接口；
（3） 被动并行同步方式（PPS，Passive Parallel Synchronous）：使用配置控制器的并行同步接口；
（4） 被动并行异步方式（PPA，Passive Parallel Asynchronous）：使用配置控制器的并行异步接口；
（5） 边界扫描方式（JTAG，Joint Test Action Group）：使用JTAG下载电缆。
基于AS方式配置使用EPC配置器件进行配置时，首先将配置文件从计算机下载到EPC配置器件中去，然后由EPC配置器件控制配置时序对FPGA进行配置。EPC配置器件有一次可编程和可擦写编程型两种：一次可编程型芯片只能写入一次，不适于开发阶段反复调试、修改及产品的方便升级；可擦除编程型价格昂贵，且容量有限，对于容量较大的可编程逻辑器件，需要多片配置芯片组成菊花链进行配置，增加了系统设计的难度。
使用PS、PPS、PPA方式配置时，配置文件事先是以二进制形式保存在系统ROM 中，然后通过配置控制器将配置数据送进FPGA中。PS是通过串行方式送到FPGA中，PPS是以并行方式送给FPGA。FPGA在其内部将并行数据转换成串行数据，该数据转换时需要外部配置时钟的驱动。比较PS和PPS，所用的配置时间几乎相同，而PS的接口方式比较简单，所以嵌入式系统中通常选择PS方式配置FPGA。使用PPA方式配置数据时，配置控制器将配置数据以并行方式送给FPGA，然后在FPGA内部进行数据串行化处理。与PPS不一样的地方是串行化处理时不需要配置外部时钟的驱动，但接口更复杂，工程中很少使用。
