使用niosⅱide對flash存儲器編程的步驟啟動niosiiide。建立軟件

1、SOPC技術,第5章 Nios II 系統(tǒng)的外圍設備,NO.3.1,完成所有的軟/硬件開發(fā)工作后，可以使用NiosⅡ?IDE提供的Flash Programmer工具將程序下載到FPGA平臺上的FLASH存儲器中。Flash Programmer是NiosⅡ IDE 6.0提供的新工具，它可以將配置數(shù)據(jù)、NiosⅡ程序及其他數(shù)據(jù)文件下載到目標板上的FLASH存儲器中，這里所說的FLASH存儲器包括業(yè)界標準的CFI或CFI兼容的FLAS

2、H存儲器，以及Altera公司的EPCS系列串行配置器件。,IDE Flash Programmer 通過2個過程將數(shù)據(jù)寫入flash:(1)用Altera提供的“Flash編程設計”對FPGA進行配置；(2) IDE Flash Programmer將文件內(nèi)容→ “Flash編程設計” → Flash,Flash編程設計,每個Flash編程設計應包含的元件：,使用IDE Flash Programmer編程，首先要保證在SOPC

3、Builder中，在Target選項區(qū)中的Board的下拉列表框中選擇用戶當前使用的目標板Flash 編程設計。 SmartSOPC_Board_1C6是現(xiàn)用核心板提供的目標板Flash編程設計，可以對核心板上的NOR Flash(元件標號U7)和EPCS (元件標號U10)進行編程。,,使用NiosⅡIDE對FLASH存儲器編程的步驟：　　啟動Nios II IDE。 建立軟件工程，然后編譯連接（Bu

4、ild Project） 選中要進行編程的工程，然后選Tools>Flash Programmer菜單啟動Flash Programmer對話框，如圖5.5.2。 單擊Flash Programmer對話框左下角的New命令按鈕，建立一個新編程任務，可以修改這個新任務的名稱。,若選中program software project into flash memory project,可將工程的.elf文件寫入Flash(EPC

5、S)。若選中program FPGA configuration data into hardware-image region of flash memory,可將FPGA的配置文件寫入Flash(EPCS)。若選中Program file into a flash memory選項，可將二進制文件寫入Flash。需要選擇要編程的二進制文件及要編程的存儲器（U7為Flash,U10為EPCS）。,(5) 在Main頁面中可以選擇所

6、要編程的內(nèi)容，包括工程名稱、FPGA配置文件的名稱以及目標存儲器。,圖5.5.2 Flash Programmer對話框,(4) 在Target Connection頁面中選擇與目標板相連的下載電纜，如圖5.5.3。,(5) 設置好這些內(nèi)容之后，單擊Apply按鈕，然后單擊Program Flash按鈕，NiosⅡ?IDE重新編譯工程并對FLASH存儲器進行編程。（若在SOPC Builder中沒有指定目標板，則Program Fla

7、sh按鈕將是灰色不能使用。） 從IDE的Console窗口可以看見編程過程。（見圖5.5.4） 完成Flash編程后，需讓系統(tǒng)重新上電，使FPGA使用EPCS中配置數(shù)據(jù)重新配置FPGA, 程序才能正常運行。,圖5.5.3 Flash Programmer 中目標連接設置,在console窗口顯示編程過程及編程結束標志,圖5.5.4,通信接口,目前存在的所有計算機通信接口在嵌入式領域中都有其廣泛的應用，

8、應用最為廣泛的接口設備包括 RS-232接口（串口UART） USB接口（通用串行總線接口） IrDA（Infra Red Data Association－紅外線接口） SPI（串行外圍設備接口）、 I2C、CAN總線接口、 藍牙接口（Bluetooth） Ethernet（以太網(wǎng)接口）、 IEEE1394接口和通用可編程接口GPIO。,5.5 UART內(nèi)核,UA

9、RT（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter通用異步接收器/發(fā)生器）內(nèi)核帶有Avalon接口，為嵌入式系統(tǒng)和外部設備提供了串行字符流動通信方式，其數(shù)據(jù)以RS-232協(xié)議的形式與外界進行交互。提供可調(diào)整的波特率；可配置奇偶校驗位、停止位和數(shù)據(jù)位等。,UART內(nèi)核的結構框圖,UART內(nèi)核寄存器映射,UART內(nèi)核配置選項,1、波特率設置2、數(shù)據(jù)位、停止位、奇偶校驗位3、流控制4、Aval

10、on流控制傳輸,軟件編程,Altera提供的驅動程序執(zhí)行HAL字符模式設備驅動程序。HAL用戶應通過熟悉的HAL API函數(shù)和ANSI C標準庫函數(shù)訪問UART，而不是訪問UART寄存器。,altera_avalon_uart_regs.h 寄存器級訪問頭文件altera_avalon_uart.h, altera_avalon_uart.c HAL系統(tǒng)庫的UART內(nèi)核設備驅動程序,實

11、驗4.10：ANSI C標準庫來訪問UART；如果檢測到字符’t’，則報告檢測到字符’t’；如果檢測到字符’v’，則退出程序。,#include#include#include "system.h"int main (){ char* msg = "Detected the character 't'.\n"; FILE* fp; char prompt =

12、0; printf("Please Enter some characters: \n"); fp = fopen (UART_NAME, "r+"); //打開文件進行讀和寫,if (fp) { while (prompt != 'v') // 循環(huán)直至接收到 'v' { prompt = g

13、etc(fp); // 從UART中獲取字符 if (prompt == 't') { // 如果字符為 't' 打印信息 fwrite (msg, strlen (msg), 1, fp); } if (ferror(fp)) // 檢查錯誤是否在UART連

14、接上出現(xiàn) clearerr(fp); // 如果是，清除它 } fprintf(fp, "Closing the UART file handle.\n"); fclose (fp); } else { printf("Fail to open file...\n"); } return 0; },Sys

15、tem.h 描述的UART設備,#define UART_NAME "/dev/uart"#define UART_TYPE "altera_avalon_uart"#define UART_BASE 0x00B00840#define UART_IRQ 1#define UART_BAUD 115200#define UART_DATA_BITS 8#define UART_FIXE

16、D_BAUD 0#define UART_PARITY 'N'#define UART_STOP_BITS 1#define UART_USE_CTS_RTS 0#define UART_USE_EOP_REGISTER 0#define UART_SIM_TRUE_BAUD 0#define UART_SIM_CHAR_STREAM ""#define UART_FREQ 480000

17、00,具有Avalon接口的JTAG UART核是實現(xiàn)在PC機和FPGA上的SOPC Builder系統(tǒng)間進行串行通信的一種實現(xiàn)方式JTAG UART用來替代RS-232完成與PC主機的字符輸入/輸出, NiosII 處理器通過讀/寫控制和數(shù)據(jù)寄存器與JTAG UART核通信,5.6 JTAG-UART內(nèi)核,對于NiosII 處理器, HAL系統(tǒng)庫中包含該設備的驅動程序,允許使用ANSI C標準庫stdio.h訪問JTAG UART

18、核對PC機, Altera提供JTAG終端軟件來管理PC機與目標系統(tǒng)的連接,對JTAG數(shù)據(jù)流解碼和在屏幕上顯示字符,5.7 JTAG-UART內(nèi)核,JTAG UART核方框圖,缺省的深度值（64）IRQ門限值（8）是最優(yōu)的，不用改變,JTAG UART核配置,軟件編程,HAL用戶應通過HAL API 和ANSI C 標準庫訪問JTAG-UART,而不是訪問JTAG-UART寄存器。對JTAG UART核的操作與下列文件有關。

19、 altera_avalon_jtag_uart_regs.h altera_avalon_jtag_uart.h altera_avalon_jtag_uart.c,#include #include #include "system.h"int main(){ char *msg=“Detected the character ’t’.\n”;FILE *fp;char prompt=0

20、;printf("Please Enter some characters: \n");fp=fopen(“/dev/jtag_uart”,”r+”); //為讀寫操作打開文件If(fp){ while(prompt!=‘v’) //循環(huán)直到接收一個”v” { prompt=getc(fp); //從JTAG UART中讀取一個字符 if(prompt==

21、‘t’) //若字符是“t”,則輸出信息 { fwrite(msg,strlen(msg),1,fp); },例：使用標準庫通過JTAG UART核讀和發(fā)送一個消息,if(ferror(fp)) //檢查是否有錯誤產(chǎn)生clearerr(fp); } //若有則清除fprintf(fp,”Closing the JTAG UART file handle.\n”);fclose(fp)

22、; } else { printf("Fail to open file...\n"); } return 0;},5.7 定時器內(nèi)核,定時器可作為系統(tǒng)的周期性時鐘源（Tick）;可以作為計數(shù)器測定事件發(fā)生的時間；作“看門狗”（Watchdog）。定時器內(nèi)核特性： 可控制定時器的啟動、停止或復位 兩種計數(shù)模式：單次減一和連續(xù)減一計數(shù)模式 計數(shù)器達到0時產(chǎn)生中斷請求（IRQ） 可作為看門狗定

23、時器 可選擇輸出周期性脈沖 可由軟件使能或屏蔽定時器中斷,定時器內(nèi)核結構框圖,定時器寄存器,1. 狀態(tài)寄存器（status）,2. 控制寄存器（control）,3. periodl & periodh 寄存器,periodl 和 periodh 寄存器一起存儲超時周期的計數(shù)值。當對此寄存器進行寫操作或內(nèi)部計數(shù)器減到0時，保存在periodl &和periodh 中的值會裝載到內(nèi)部計數(shù)器中。,4. snapl &am

24、p; snaph 寄存器,可通過對snapl & snaph 寄存器的寫操作來獲取32位內(nèi)部計數(shù)器的當前值。,5. 中斷操作,只要內(nèi)部計數(shù)器減到0且控制寄存器的ITO位設為1，定時器內(nèi)核就會產(chǎn)生IRQ.用戶可用以下任一方式應答IRQ: 清除狀態(tài)寄存器的TO位，等待下一個超時事件的發(fā)生； 通過將控制寄存器的ITO位清零來禁止中斷。,定時器內(nèi)核(interval timer)配置選項,Timeout Period: 設置peri

25、odl 和 periodh 寄存器的初始值，此值可根據(jù)系統(tǒng)輸入時鐘頻率和initial period中的設置計算獲得。,定時器內(nèi)核配置選項,Preset Configurations: 提供的預定義硬件配置：Simple periodic interrupt Full-featured Watchdog,Writeable period:主控制器可通過寫periodl 和 periodh改變向下計數(shù)周期 Readable s

26、napshot:主控制器可讀當前向下計數(shù)的值Start/stop control bits：主控制器可通過寫控制寄存器的START和STOP位來啟動后停止定時器。Timeout pulse：當定時器計數(shù)到0時將輸出持續(xù)一個周期的高電平。System reset on timeout：配置定時器用于看門狗。,當使能以下各項時：,定時器提供了硬件的寄存器級訪問和HAL層的API函數(shù)： altera_avalon_time_regs

27、.h: 定義內(nèi)核的寄存器映射并提供硬件設備訪問宏定義； altera_avalon_timer.h、altera_avalon_timer_sc.c、 altera_avalon_timer_ts.c、 altera_avalon_timer_vars.c 實現(xiàn)了HAL系統(tǒng)庫的定時器設備驅動程序（在components/altera_avalon_timer中）,軟件設計,軟件設計,HAL API提供如下兩種定時器

28、設備的驅動程序： 系統(tǒng)時鐘定時器---該驅動程序支持報警（alarms）。 時間戳定時器 -----該驅動程序支持高精度的時間測量。HAL特定的訪問定時器設備的API函數(shù)在components/altera_hal/HAL/inc/sys/alt_alarm.h和sys/alt_timestamp.h中定義。,,【實驗4.5】利用系統(tǒng)時鐘服務產(chǎn)生1s的周期性事件，并借此控制LED閃爍,#include

29、 #include "system.h" //包含基本的硬件描述信息#include "altera_avalon_pio_regs.h" //包含基本的IO寄存器信息#include "alt_types.h"

30、 //Altera定義的數(shù)據(jù)類型#include "sys/alt_alarm.h" //系統(tǒng)時鐘服務頭文件,#ifndef LED_PIO_BASE //這是LED_PIO核的基地址#define LED_PIO_BASE 0xffffffff //user&#

31、39;s definition here#endif#if LED_PIO_BASE == 0xffffffff#error "No definition of LED_PIO core...\n"#endif#define LEDCON 0xff static alt_alarm alarm; //按調(diào)用API函數(shù)規(guī)定定義的變量static unsigned char led

32、= 0xff;,功能：按調(diào)用規(guī)定系統(tǒng)時鐘回調(diào)函數(shù)，在該函數(shù)中實現(xiàn)用戶功能,入口參數(shù)：context，系統(tǒng)傳給回調(diào)函數(shù)的參數(shù) 出口參數(shù)：返回下一次的系統(tǒng)時鐘服務的周期值,alt_u32 my_alarm_callback (void* context){ if(led == 0xff){ led = 0x00; }else{ led = 0xff; } IOWR_ALTERA_AVALON_P

33、IO_DATA(LED_PIO_BASE,led); //操作IO口 return alt_ticks_per_second();},功能：初始化LED_PIO為輸出，其余輸入，屏蔽中斷，清邊沿捕獲寄存器,void InitPIO(void){ /* LED_PIO為輸出，其余輸入 */ IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DIRECTION(LED_PIO_BASE, LEDCON); /*

34、禁止所有PIO中斷 */ IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_IRQ_MASK(LED_PIO_BASE, 0x00); /* 清清邊沿捕獲寄存器 */ IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_EDGE_CAP(LED_PIO_BASE, 0x00);},int main() { InitPIO(); IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(LED_PIO_BASE,0xff

35、); //滅LED printf("test alarm...\n"); //打印提示信息 printf("alt_ticks_per_second() is %ld",

36、 alt_ticks_per_second()); if (alt_alarm_start (&alarm,alt_ticks_per_second() //啟動系統(tǒng)時鐘 ,my_alarm_callback,NULL) < 0) { printf ("No system clock availa

37、ble\n"); } while(1); //等待時鐘事件發(fā)生 return 0; },5.8 System ID 內(nèi)核,SOPC Builder 生成NiosII 系統(tǒng)時，將為每個Nios II系統(tǒng)生成一個標識符，供編譯器和用戶辨別所運行的程序是否與目標系統(tǒng)匹配。當程序運行在與之不匹配的系統(tǒng)上時會產(chǎn)生不可預測的結果。系統(tǒng)ID內(nèi)核寄存器包括ID寄存器（SOPC Builder系統(tǒng)ID）和timestamp