使用NiosⅡIDE對(duì)FLASH存儲(chǔ)器編程的步驟啟動(dòng)NiosIIIDE課件

SOPC技術(shù)第5章

NiosII系統(tǒng)的外圍設(shè)備NO.3.1SOPC技術(shù)第5章NiosII系統(tǒng)的外圍設(shè)備NO.34.使用IDEFlashProgrammer編程完成所有的軟/硬件開(kāi)發(fā)工作后，可以使用NiosⅡ?IDE提供的FlashProgrammer工具將程序下載到FPGA平臺(tái)上的FLASH存儲(chǔ)器中。FlashProgrammer是NiosⅡIDE6.0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(biāo)板上的FLASH存儲(chǔ)器中，這里所說(shuō)的FLASH存儲(chǔ)器包括業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的CFI或CFI兼容的FLASH存儲(chǔ)器，以及Altera公司的EPCS系列串行配置器件。4.使用IDEFlashProgrammer編程完2IDEFlashProgrammer通過(guò)2個(gè)過(guò)程將數(shù)據(jù)寫(xiě)入flash:(1)用Altera提供的“Flash編程設(shè)計(jì)”對(duì)FPGA進(jìn)行配置；(2)IDEFlashProgrammer將文件內(nèi)容→“Flash編程設(shè)計(jì)”→FlashFlash編程設(shè)計(jì)IDEFlashProgrammer通過(guò)2個(gè)過(guò)程將數(shù)據(jù)每個(gè)Flash編程設(shè)計(jì)應(yīng)包含的元件：每個(gè)Flash編程設(shè)計(jì)應(yīng)包含的元件：使用IDEFlashProgrammer編程，首先要保證在SOPCBuilder中，在Target選項(xiàng)區(qū)中的Board的下拉列表框中選擇用戶當(dāng)前使用的目標(biāo)板Flash編程設(shè)計(jì)。SmartSOPC_Board_1C6是現(xiàn)用核心板提供的目標(biāo)板Flash編程設(shè)計(jì)，可以對(duì)核心板上的NORFlash(元件標(biāo)號(hào)U7)和EPCS(元件標(biāo)號(hào)U10)進(jìn)行編程。使用IDEFlashProgrammer編使用NiosⅡIDE對(duì)FLASH存儲(chǔ)器編程的步驟：

啟動(dòng)NiosIIIDE。建立軟件工程，然后編譯連接（BuildProject）選中要進(jìn)行編程的工程，然后選Tools>FlashProgrammer菜單啟動(dòng)FlashProgrammer對(duì)話框，如圖5.5.2。單擊FlashProgrammer對(duì)話框左下角的New命令按鈕，建立一個(gè)新編程任務(wù)，可以修改這個(gè)新任務(wù)的名稱。

使用NiosⅡIDE對(duì)FLASH存儲(chǔ)器編程的步驟：若選中programsoftwareprojectintoflashmemoryproject,可將工程的.elf文件寫(xiě)入Flash(EPCS)。若選中programFPGAconfigurationdataintohardware-imageregionofflashmemory,可將FPGA的配置文件寫(xiě)入Flash(EPCS)。若選中Programfileintoaflashmemory選項(xiàng)，可將二進(jìn)制文件寫(xiě)入Flash。需要選擇要編程的二進(jìn)制文件及要編程的存儲(chǔ)器（U7為Flash,U10為EPCS）。

(5)在Main頁(yè)面中可以選擇所要編程的內(nèi)容，包括工程名稱、FPGA配置文件的名稱以及目標(biāo)存儲(chǔ)器。

若選中programsoftwareprojectin7圖5.5.2FlashProgrammer對(duì)話框圖5.5.2FlashProgrammer對(duì)話框

(4)在TargetConnection頁(yè)面中選擇與目標(biāo)板相連的下載電纜，如圖5.5.3。(5)設(shè)置好這些內(nèi)容之后，單擊Apply按鈕，然后單擊ProgramFlash按鈕，NiosⅡ?IDE重新編譯工程并對(duì)FLASH存儲(chǔ)器進(jìn)行編程。（若在SOPCBuilder中沒(méi)有指定目標(biāo)板，則ProgramFlash按鈕將是灰色不能使用。）從IDE的Console窗口可以看見(jiàn)編程過(guò)程。（見(jiàn)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(yùn)行。(4)在TargetConnection頁(yè)面中選擇與9圖5.5.3FlashProgrammer中目標(biāo)連接設(shè)置圖5.5.3FlashProgrammer中目標(biāo)連接設(shè)10在console窗口顯示編程過(guò)程及編程結(jié)束標(biāo)志圖5.5.4在console窗口顯示編程過(guò)程及編程結(jié)束標(biāo)志圖5.5.411通信接口目前存在的所有計(jì)算機(jī)通信接口在嵌入式領(lǐng)域中都有其廣泛的應(yīng)用，應(yīng)用最為廣泛的接口設(shè)備包括

RS-232接口（串口UART）

USB接口（通用串行總線接口）

IrDA（InfraRedDataAssociation－紅外線接口）

SPI（串行外圍設(shè)備接口）、

I2C、CAN總線接口、藍(lán)牙接口（Bluetooth）

Ethernet（以太網(wǎng)接口）、

IEEE1394接口和通用可編程接口GPIO。通信接口目前存在的所有計(jì)算機(jī)通信接口在125.5UART內(nèi)核UART（UniversalAsynchronousReceiver/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(shè)備提供了串行字符流動(dòng)通信方式，其數(shù)據(jù)以RS-232協(xié)議的形式與外界進(jìn)行交互。提供可調(diào)整的波特率；可配置奇偶校驗(yàn)位、停止位和數(shù)據(jù)位等。5.5UART內(nèi)核UART（UniversalAsync13UART內(nèi)核的結(jié)構(gòu)框圖UART內(nèi)核的結(jié)構(gòu)框圖14UART內(nèi)核寄存器映射UART內(nèi)核寄存器映射15UART內(nèi)核配置選項(xiàng)1、波特率設(shè)置2、數(shù)據(jù)位、停止位、奇偶校驗(yàn)位3、流控制4、Avalon流控制傳輸U(kuò)ART內(nèi)核配置選項(xiàng)1、波特率設(shè)置16軟件編程Altera提供的驅(qū)動(dòng)程序執(zhí)行HAL字符模式設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。HAL用戶應(yīng)通過(guò)熟悉的HALAPI函數(shù)和ANSIC標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)訪問(wèn)UART，而不是訪問(wèn)UART寄存器。altera_avalon_uart_regs.h寄存器級(jí)訪問(wèn)頭文件altera_avalon_uart.h,altera_avalon_uart.cHAL系統(tǒng)庫(kù)的UART內(nèi)核設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序軟件編程Altera提供的驅(qū)動(dòng)程序執(zhí)行HAL字符模式設(shè)備驅(qū)動(dòng)17實(shí)驗(yàn)4.10：ANSIC標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)來(lái)訪問(wèn)UART；如果檢測(cè)到字符’t’，則報(bào)告檢測(cè)到字符’t’；如果檢測(cè)到字符’v’，則退出程序。#include<stdio.h>#include<string.h>#include"system.h"intmain(){char*msg="Detectedthecharacter't'.\n";FILE*fp;charprompt=0;

printf("PleaseEntersomecharacters:\n");fp=fopen(UART_NAME,"r+");//打開(kāi)文件進(jìn)行讀和寫(xiě)實(shí)驗(yàn)4.10：ANSIC標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)來(lái)訪問(wèn)UART；如果檢測(cè)到字18

if(fp){while(prompt!='v')//循環(huán)直至接收到'v'

{

prompt=getc(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(cuò)誤是否在UART連接上出現(xiàn)

clearerr(fp);//如果是，清除它

}

fprintf(fp,"ClosingtheUARTfilehandle.\n");fclose(fp);}else{printf("Failtoopenfile...\n");}return0;}if(fp)19System.h描述的UART設(shè)備#defineUART_NAME"/dev/uart"#defineUART_TYPE"altera_avalon_uart"#defineUART_BASE0x00B00840#defineUART_IRQ1#defineUART_BAUD115200#defineUART_DATA_BITS8#defineUART_FIXED_BAUD0#defineUART_PARITY'N'#defineUART_STOP_BITS1#defineUART_USE_CTS_RTS0#defineUART_USE_EOP_REGISTER0#defineUART_SIM_TRUE_BAUD0#defineUART_SIM_CHAR_STREAM""#defineUART_FREQ48000000System.h描述的UART設(shè)備#defineUART20使用NiosⅡIDE對(duì)FLASH存儲(chǔ)器編程的步驟啟動(dòng)NiosIIIDE課件21具有Avalon接口的JTAGUART核是實(shí)現(xiàn)在PC機(jī)和FPGA上的SOPCBuilder系統(tǒng)間進(jìn)行串行通信的一種實(shí)現(xiàn)方式JTAGUART用來(lái)替代RS-232完成與PC主機(jī)的字符輸入/輸出,NiosII處理器通過(guò)讀/寫(xiě)控制和數(shù)據(jù)寄存器與JTAGUART核通信5.6JTAG-UART內(nèi)核具有Avalon接口的JTAGUART核是實(shí)現(xiàn)在PC機(jī)和F22對(duì)于NiosII處理器,HAL系統(tǒng)庫(kù)中包含該設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序,允許使用ANSIC標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)stdio.h訪問(wèn)JTAGUART核對(duì)PC機(jī),Altera提供JTAG終端軟件來(lái)管理PC機(jī)與目標(biāo)系統(tǒng)的連接,對(duì)JTAG數(shù)據(jù)流解碼和在屏幕上顯示字符5.7JTAG-UART內(nèi)核對(duì)于NiosII處理器,HAL系統(tǒng)庫(kù)中包含該設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程23JTAGUART核方框圖JTAGUART核方框圖24缺省的深度值（64）IRQ門(mén)限值（8）是最優(yōu)的，不用改變JTAGUART核配置缺省的深度值（64）IRQ門(mén)限值（8）是最優(yōu)的，不用改變JT25軟件編程HAL用戶應(yīng)通過(guò)HALAPI

和ANSIC標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)訪問(wèn)JTAG-UART,而不是訪問(wèn)JTAG-UART寄存器。對(duì)JTAGUART核的操作與下列文件有關(guān)。

altera_avalon_jtag_uart_regs.haltera_avalon_jtag_uart.haltera_avalon_jtag_uart.c軟件編程HAL用戶應(yīng)通過(guò)HALAPI和ANSIC標(biāo)準(zhǔn)26#include<stdio.h>#include<string.h>#include"system.h"intmain(){char*msg=“Detectedthecharacter’t’.\n”;FILE*fp;charprompt=0;printf("PleaseEntersomecharacters:\n");fp=fopen(“/dev/jtag_uart”,”r+”);//為讀寫(xiě)操作打開(kāi)文件If(fp){while(prompt!=‘v’)//循環(huán)直到接收一個(gè)”v”

{prompt=getc(fp);//從JTAGUART中讀取一個(gè)字符if(prompt==‘t’)//若字符是“t”,則輸出信息{fwrite(msg,strlen(msg),1,fp);}例：使用標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)通過(guò)JTAGUART核讀和發(fā)送一個(gè)消息#include<stdio.h>例：使用標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)通過(guò)JTA27if(ferror(fp))//檢查是否有錯(cuò)誤產(chǎn)生clearerr(fp);}//若有則清除fprintf(fp,”ClosingtheJTAGUARTfilehandle.\n”);fclose(fp);}else{printf("Failtoopenfile...\n");}return0;}if(ferror(fp))//檢查是否有錯(cuò)誤產(chǎn)生285.7定時(shí)器內(nèi)核定時(shí)器可作為系統(tǒng)的周期性時(shí)鐘源（Tick）;可以作為計(jì)數(shù)器測(cè)定事件發(fā)生的時(shí)間；作“看門(mén)狗”（Watchdog）。定時(shí)器內(nèi)核特性：可控制定時(shí)器的啟動(dòng)、停止或復(fù)位兩種計(jì)數(shù)模式：?jiǎn)未螠p一和連續(xù)減一計(jì)數(shù)模式計(jì)數(shù)器達(dá)到0時(shí)產(chǎn)生中斷請(qǐng)求（IRQ）可作為看門(mén)狗定時(shí)器可選擇輸出周期性脈沖可由軟件使能或屏蔽定時(shí)器中斷5.7定時(shí)器內(nèi)核定時(shí)器可作為系統(tǒng)的周期性時(shí)鐘源（Tick）29定時(shí)器內(nèi)核結(jié)構(gòu)框圖定時(shí)器內(nèi)核結(jié)構(gòu)框圖30定時(shí)器寄存器定時(shí)器寄存器311.狀態(tài)寄存器（status）1.狀態(tài)寄存器（status）322.控制寄存器（control）2.控制寄存器（control）333.periodl&periodh寄存器periodl和periodh寄存器一起存儲(chǔ)超時(shí)周期的計(jì)數(shù)值。當(dāng)對(duì)此寄存器進(jìn)行寫(xiě)操作或內(nèi)部計(jì)數(shù)器減到0時(shí)，保存在periodl&和periodh中的值會(huì)裝載到內(nèi)部計(jì)數(shù)器中。3.periodl&periodh寄存器344.snapl&snaph寄存器可通過(guò)對(duì)snapl&snaph寄存器的寫(xiě)操作來(lái)獲取32位內(nèi)部計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值。5.中斷操作只要內(nèi)部計(jì)數(shù)器減到0且控制寄存器的ITO位設(shè)為1，定時(shí)器內(nèi)核就會(huì)產(chǎn)生IRQ.用戶可用以下任一方式應(yīng)答IRQ:

清除狀態(tài)寄存器的TO位，等待下一個(gè)超時(shí)事件的發(fā)生；通過(guò)將控制寄存器的ITO位清零來(lái)禁止中斷。4.snapl&snaph寄存器可通過(guò)對(duì)35定時(shí)器內(nèi)核(intervaltimer)配置選項(xiàng)TimeoutPeriod:

設(shè)置periodl和periodh寄存器的初始值，此值可根據(jù)系統(tǒng)輸入時(shí)鐘頻率和initialperiod中的設(shè)置計(jì)算獲得。定時(shí)器內(nèi)核(intervaltimer)配置選項(xiàng)Timeo36定時(shí)器內(nèi)核配置選項(xiàng)PresetConfigurations:

提供的預(yù)定義硬件配置：Simpleperiodicinterrupt

Full-featured

Watchdog定時(shí)器內(nèi)核配置選項(xiàng)PresetConfigurations37Writeableperiod:主控制器可通過(guò)寫(xiě)periodl和periodh改變向下計(jì)數(shù)周期Readablesnapshot:主控制器可讀當(dāng)前向下計(jì)數(shù)的值Start/stopcontrolbits：主控制器可通過(guò)寫(xiě)控制寄存器的START和STOP位來(lái)啟動(dòng)后停止定時(shí)器。Timeoutpulse：當(dāng)定時(shí)器計(jì)數(shù)到0時(shí)將輸出持續(xù)一個(gè)周期的高電平。Systemresetontimeout：配置定時(shí)器用于看門(mén)狗。當(dāng)使能以下各項(xiàng)時(shí)：Writeableperiod:主控制器可通過(guò)寫(xiě)perio38定時(shí)器提供了硬件的寄存器級(jí)訪問(wèn)和HAL層的API函數(shù)：altera_avalon_time_regs.h:定義內(nèi)核的寄存器映射并提供硬件設(shè)備訪問(wèn)宏定義；

altera_avalon_timer.h、altera_avalon_timer_sc.c、altera_avalon_timer_ts.c、altera_avalon_timer_vars.c實(shí)現(xiàn)了HAL系統(tǒng)庫(kù)的定時(shí)器設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序（在components/altera_avalon_timer中）軟件設(shè)計(jì)定時(shí)器提供了硬件的寄存器級(jí)訪問(wèn)和HAL層的API函數(shù)：39軟件設(shè)計(jì)HALAPI提供如下兩種定時(shí)器設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序：系統(tǒng)時(shí)鐘定時(shí)器---該驅(qū)動(dòng)程序支持報(bào)警（alarms）。時(shí)間戳定時(shí)器-----該驅(qū)動(dòng)程序支持高精度的時(shí)間測(cè)量。HAL特定的訪問(wèn)定時(shí)器設(shè)備的API函數(shù)在components/altera_hal/HAL/inc/sys/alt_alarm.h和sys/alt_timestamp.h中定義。軟件設(shè)計(jì)HALAPI提供如下兩種定時(shí)器設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序：40【實(shí)驗(yàn)4.5】利用系統(tǒng)時(shí)鐘服務(wù)產(chǎn)生1s的周期性事件，并借此控制LED閃爍#include<stdio.h>#include"system.h"http://包含基本的硬件描述信息#include"altera_avalon_pio_regs.h"http://包含基本的IO寄存器信息#include"alt_types.h"http://Altera定義的數(shù)據(jù)類型#include"sys/alt_alarm.h"

//系統(tǒng)時(shí)鐘服務(wù)頭文件【實(shí)驗(yàn)4.5】利用系統(tǒng)時(shí)鐘服務(wù)產(chǎn)生1s的周期性事件，并借此控41#ifndefLED_PIO_BASE//這是LED_PIO核的基地址#defineLED_PIO_BASE0xffffffff//user'sdefinitionhere#endif#ifLED_PIO_BASE==0xffffffff#error"NodefinitionofLED_PIOcore...\n"#endif#defineLEDCON0xffstaticalt_alarmalarm;//按調(diào)用API函數(shù)規(guī)定定義的變量staticunsignedcharled=0xff;#ifndefLED_PIO_BASE42

功能：按調(diào)用規(guī)定系統(tǒng)時(shí)鐘回調(diào)函數(shù)，在該函數(shù)中實(shí)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(shí)鐘服務(wù)的周期值alt_u32my_alarm_callback(void*context){if(led==0xff){led=0x00;}else{led=0xff;}IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(LED_PIO_BASE,led);//操作IO口

returnalt_ticks_per_second();}功能：按調(diào)用規(guī)定系統(tǒng)時(shí)鐘回調(diào)函數(shù)，在該函數(shù)中實(shí)現(xiàn)用戶功能入43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voidInitPIO(void){/*LED_PIO為輸出，其余輸入*/IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DIRECTION(LED_PIO_BASE,LEDCON);/*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);}功能：初始化LED_PIO為輸出，其余輸入，屏蔽中斷，清邊沿44

intmain(){InitPIO();IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(LED_PIO_BASE,0xff);//滅LED

printf("testalarm...\n");//打印提示信息

printf("alt_ticks_per_second()is%ld",alt_ticks_per_second());if(alt_alarm_start(&alarm,alt_ticks_per_second()//啟動(dòng)系統(tǒng)時(shí)鐘

,my_alarm_callback,NULL)<0){printf("Nosystemclockavailable\n");}while(1);//等待時(shí)鐘事件發(fā)生

return0;}intmain()455.8SystemID內(nèi)核SOPCBuilder生成NiosII系統(tǒng)時(shí)，將為每個(gè)NiosII系統(tǒng)生成一個(gè)標(biāo)識(shí)符，供編譯器和用戶辨別所運(yùn)行的程序是否與目標(biāo)系統(tǒng)匹配。當(dāng)程序運(yùn)行在與之不匹配的系統(tǒng)上時(shí)會(huì)產(chǎn)生不可預(yù)測(cè)的結(jié)果。系統(tǒng)ID內(nèi)核寄存器包括ID寄存器（SOPCBuilder系統(tǒng)ID）和timestamp寄存器（SOPCBuilder生成時(shí)間）在下載程序運(yùn)行或調(diào)試之前，NiosIIIDE會(huì)檢查硬件中的系統(tǒng)ID內(nèi)核是否匹配所期望的軟件系統(tǒng)ID，如不匹配，則終止下載。5.8SystemID內(nèi)核SOPCBuilder46SOPC技術(shù)第5章

NiosII系統(tǒng)的外圍設(shè)備NO.3.1SOPC技術(shù)第5章NiosII系統(tǒng)的外圍設(shè)備NO.34.使用IDEFlashProgrammer編程完成所有的軟/硬件開(kāi)發(fā)工作后，可以使用NiosⅡ?IDE提供的FlashProgrammer工具將程序下載到FPGA平臺(tái)上的FLASH存儲(chǔ)器中。FlashProgrammer是NiosⅡIDE6.0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(biāo)板上的FLASH存儲(chǔ)器中，這里所說(shuō)的FLASH存儲(chǔ)器包括業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的CFI或CFI兼容的FLASH存儲(chǔ)器，以及Altera公司的EPCS系列串行配置器件。4.使用IDEFlashProgrammer編程完48IDEFlashProgrammer通過(guò)2個(gè)過(guò)程將數(shù)據(jù)寫(xiě)入flash:(1)用Altera提供的“Flash編程設(shè)計(jì)”對(duì)FPGA進(jìn)行配置；(2)IDEFlashProgrammer將文件內(nèi)容→“Flash編程設(shè)計(jì)”→FlashFlash編程設(shè)計(jì)IDEFlashProgrammer通過(guò)2個(gè)過(guò)程將數(shù)據(jù)每個(gè)Flash編程設(shè)計(jì)應(yīng)包含的元件：每個(gè)Flash編程設(shè)計(jì)應(yīng)包含的元件：使用IDEFlashProgrammer編程，首先要保證在SOPCBuilder中，在Target選項(xiàng)區(qū)中的Board的下拉列表框中選擇用戶當(dāng)前使用的目標(biāo)板Flash編程設(shè)計(jì)。SmartSOPC_Board_1C6是現(xiàn)用核心板提供的目標(biāo)板Flash編程設(shè)計(jì)，可以對(duì)核心板上的NORFlash(元件標(biāo)號(hào)U7)和EPCS(元件標(biāo)號(hào)U10)進(jìn)行編程。使用IDEFlashProgrammer編使用NiosⅡIDE對(duì)FLASH存儲(chǔ)器編程的步驟：

啟動(dòng)NiosIIIDE。建立軟件工程，然后編譯連接（BuildProject）選中要進(jìn)行編程的工程，然后選Tools>FlashProgrammer菜單啟動(dòng)FlashProgrammer對(duì)話框，如圖5.5.2。單擊FlashProgrammer對(duì)話框左下角的New命令按鈕，建立一個(gè)新編程任務(wù)，可以修改這個(gè)新任務(wù)的名稱。

使用NiosⅡIDE對(duì)FLASH存儲(chǔ)器編程的步驟：若選中programsoftwareprojectintoflashmemoryproject,可將工程的.elf文件寫(xiě)入Flash(EPCS)。若選中programFPGAconfigurationdataintohardware-imageregionofflashmemory,可將FPGA的配置文件寫(xiě)入Flash(EPCS)。若選中Programfileintoaflashmemory選項(xiàng)，可將二進(jìn)制文件寫(xiě)入Flash。需要選擇要編程的二進(jìn)制文件及要編程的存儲(chǔ)器（U7為Flash,U10為EPCS）。

(5)在Main頁(yè)面中可以選擇所要編程的內(nèi)容，包括工程名稱、FPGA配置文件的名稱以及目標(biāo)存儲(chǔ)器。

若選中programsoftwareprojectin53圖5.5.2FlashProgrammer對(duì)話框圖5.5.2FlashProgrammer對(duì)話框

(4)在TargetConnection頁(yè)面中選擇與目標(biāo)板相連的下載電纜，如圖5.5.3。(5)設(shè)置好這些內(nèi)容之后，單擊Apply按鈕，然后單擊ProgramFlash按鈕，NiosⅡ?IDE重新編譯工程并對(duì)FLASH存儲(chǔ)器進(jìn)行編程。（若在SOPCBuilder中沒(méi)有指定目標(biāo)板，則ProgramFlash按鈕將是灰色不能使用。）從IDE的Console窗口可以看見(jiàn)編程過(guò)程。（見(jiàn)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(yùn)行。(4)在TargetConnection頁(yè)面中選擇與55圖5.5.3FlashProgrammer中目標(biāo)連接設(shè)置圖5.5.3FlashProgrammer中目標(biāo)連接設(shè)56在console窗口顯示編程過(guò)程及編程結(jié)束標(biāo)志圖5.5.4在console窗口顯示編程過(guò)程及編程結(jié)束標(biāo)志圖5.5.457通信接口目前存在的所有計(jì)算機(jī)通信接口在嵌入式領(lǐng)域中都有其廣泛的應(yīng)用，應(yīng)用最為廣泛的接口設(shè)備包括

RS-232接口（串口UART）

USB接口（通用串行總線接口）

IrDA（InfraRedDataAssociation－紅外線接口）

SPI（串行外圍設(shè)備接口）、

I2C、CAN總線接口、藍(lán)牙接口（Bluetooth）

Ethernet（以太網(wǎng)接口）、

IEEE1394接口和通用可編程接口GPIO。通信接口目前存在的所有計(jì)算機(jī)通信接口在585.5UART內(nèi)核UART（UniversalAsynchronousReceiver/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(shè)備提供了串行字符流動(dòng)通信方式，其數(shù)據(jù)以RS-232協(xié)議的形式與外界進(jìn)行交互。提供可調(diào)整的波特率；可配置奇偶校驗(yàn)位、停止位和數(shù)據(jù)位等。5.5UART內(nèi)核UART（UniversalAsync59UART內(nèi)核的結(jié)構(gòu)框圖UART內(nèi)核的結(jié)構(gòu)框圖60UART內(nèi)核寄存器映射UART內(nèi)核寄存器映射61UART內(nèi)核配置選項(xiàng)1、波特率設(shè)置2、數(shù)據(jù)位、停止位、奇偶校驗(yàn)位3、流控制4、Avalon流控制傳輸U(kuò)ART內(nèi)核配置選項(xiàng)1、波特率設(shè)置62軟件編程Altera提供的驅(qū)動(dòng)程序執(zhí)行HAL字符模式設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。HAL用戶應(yīng)通過(guò)熟悉的HALAPI函數(shù)和ANSIC標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)訪問(wèn)UART，而不是訪問(wèn)UART寄存器。altera_avalon_uart_regs.h寄存器級(jí)訪問(wèn)頭文件altera_avalon_uart.h,altera_avalon_uart.cHAL系統(tǒng)庫(kù)的UART內(nèi)核設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序軟件編程Altera提供的驅(qū)動(dòng)程序執(zhí)行HAL字符模式設(shè)備驅(qū)動(dòng)63實(shí)驗(yàn)4.10：ANSIC標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)來(lái)訪問(wèn)UART；如果檢測(cè)到字符’t’，則報(bào)告檢測(cè)到字符’t’；如果檢測(cè)到字符’v’，則退出程序。#include<stdio.h>#include<string.h>#include"system.h"intmain(){char*msg="Detectedthecharacter't'.\n";FILE*fp;charprompt=0;

printf("PleaseEntersomecharacters:\n");fp=fopen(UART_NAME,"r+");//打開(kāi)文件進(jìn)行讀和寫(xiě)實(shí)驗(yàn)4.10：ANSIC標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)來(lái)訪問(wèn)UART；如果檢測(cè)到字64

if(fp){while(prompt!='v')//循環(huán)直至接收到'v'

{

prompt=getc(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(cuò)誤是否在UART連接上出現(xiàn)

clearerr(fp);//如果是，清除它

}

fprintf(fp,"ClosingtheUARTfilehandle.\n");fclose(fp);}else{printf("Failtoopenfile...\n");}return0;}if(fp)65System.h描述的UART設(shè)備#defineUART_NAME"/dev/uart"#defineUART_TYPE"altera_avalon_uart"#defineUART_BASE0x00B00840#defineUART_IRQ1#defineUART_BAUD115200#defineUART_DATA_BITS8#defineUART_FIXED_BAUD0#defineUART_PARITY'N'#defineUART_STOP_BITS1#defineUART_USE_CTS_RTS0#defineUART_USE_EOP_REGISTER0#defineUART_SIM_TRUE_BAUD0#defineUART_SIM_CHAR_STREAM""#defineUART_FREQ48000000System.h描述的UART設(shè)備#defineUART66使用NiosⅡIDE對(duì)FLASH存儲(chǔ)器編程的步驟啟動(dòng)NiosIIIDE課件67具有Avalon接口的JTAGUART核是實(shí)現(xiàn)在PC機(jī)和FPGA上的SOPCBuilder系統(tǒng)間進(jìn)行串行通信的一種實(shí)現(xiàn)方式JTAGUART用來(lái)替代RS-232完成與PC主機(jī)的字符輸入/輸出,NiosII處理器通過(guò)讀/寫(xiě)控制和數(shù)據(jù)寄存器與JTAGUART核通信5.6JTAG-UART內(nèi)核具有Avalon接口的JTAGUART核是實(shí)現(xiàn)在PC機(jī)和F68對(duì)于NiosII處理器,HAL系統(tǒng)庫(kù)中包含該設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序,允許使用ANSIC標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)stdio.h訪問(wèn)JTAGUART核對(duì)PC機(jī),Altera提供JTAG終端軟件來(lái)管理PC機(jī)與目標(biāo)系統(tǒng)的連接,對(duì)JTAG數(shù)據(jù)流解碼和在屏幕上顯示字符5.7JTAG-UART內(nèi)核對(duì)于NiosII處理器,HAL系統(tǒng)庫(kù)中包含該設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程69JTAGUART核方框圖JTAGUART核方框圖70缺省的深度值（64）IRQ門(mén)限值（8）是最優(yōu)的，不用改變JTAGUART核配置缺省的深度值（64）IRQ門(mén)限值（8）是最優(yōu)的，不用改變JT71軟件編程HAL用戶應(yīng)通過(guò)HALAPI

和ANSIC標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)訪問(wèn)JTAG-UART,而不是訪問(wèn)JTAG-UART寄存器。對(duì)JTAGUART核的操作與下列文件有關(guān)。

altera_avalon_jtag_uart_regs.haltera_avalon_jtag_uart.haltera_avalon_jtag_uart.c軟件編程HAL用戶應(yīng)通過(guò)HALAPI和ANSIC標(biāo)準(zhǔn)72#include<stdio.h>#include<string.h>#include"system.h"intmain(){char*msg=“Detectedthecharacter’t’.\n”;FILE*fp;charprompt=0;printf("PleaseEntersomecharacters:\n");fp=fopen(“/dev/jtag_uart”,”r+”);//為讀寫(xiě)操作打開(kāi)文件If(fp){while(prompt!=‘v’)//循環(huán)直到接收一個(gè)”v”

{prompt=getc(fp);//從JTAGUART中讀取一個(gè)字符if(prompt==‘t’)//若字符是“t”,則輸出信息{fwrite(msg,strlen(msg),1,fp);}例：使用標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)通過(guò)JTAGUART核讀和發(fā)送一個(gè)消息#include<stdio.h>例：使用標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)通過(guò)JTA73if(ferror(fp))//檢查是否有錯(cuò)誤產(chǎn)生clearerr(fp);}//若有則清除fprintf(fp,”ClosingtheJTAGUARTfilehandle.\n”);fclose(fp);}else{printf("Failtoopenfile...\n");}return0;}if(ferror(fp))//檢查是否有錯(cuò)誤產(chǎn)生745.7定時(shí)器內(nèi)核定時(shí)器可作為系統(tǒng)的周期性時(shí)鐘源（Tick）;可以作為計(jì)數(shù)器測(cè)定事件發(fā)生的時(shí)間；作“看門(mén)狗”（Watchdog）。定時(shí)器內(nèi)核特性：可控制定時(shí)器的啟動(dòng)、停止或復(fù)位兩種計(jì)數(shù)模式：?jiǎn)未螠p一和連續(xù)減一計(jì)數(shù)模式計(jì)數(shù)器達(dá)到0時(shí)產(chǎn)生中斷請(qǐng)求（IRQ）可作為看門(mén)狗定時(shí)器可選擇輸出周期性脈沖可由軟件使能或屏蔽定時(shí)器中斷5.7定時(shí)器內(nèi)核定時(shí)器可作為系統(tǒng)的周期性時(shí)鐘源（Tick）75定時(shí)器內(nèi)核結(jié)構(gòu)框圖定時(shí)器內(nèi)核結(jié)構(gòu)框圖76定時(shí)器寄存器定時(shí)器寄存器771.狀態(tài)寄存器（status）1.狀態(tài)寄存器（status）782.控制寄存器（control）2.控制寄存器（control）793.periodl&periodh寄存器periodl和periodh寄存器一起存儲(chǔ)超時(shí)周期的計(jì)數(shù)值。當(dāng)對(duì)此寄存器進(jìn)行寫(xiě)操作或內(nèi)部計(jì)數(shù)器減到0時(shí)，保存在periodl&和periodh中的值會(huì)裝載到內(nèi)部計(jì)數(shù)器中。3.periodl&periodh寄存器804.snapl&snaph寄存器可通過(guò)對(duì)snapl&snaph寄存器的寫(xiě)操作來(lái)獲取32位內(nèi)部計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值。5.中斷操作只要內(nèi)部計(jì)數(shù)器減到0且控制寄存器的ITO位設(shè)為1，定時(shí)器內(nèi)核就會(huì)產(chǎn)生IRQ.用戶可用以下任一方式應(yīng)答IRQ:

清除狀態(tài)寄存器的TO位，等待下一個(gè)超時(shí)事件的發(fā)生；通過(guò)將控制寄存器的ITO位清零來(lái)禁止中斷。4.snapl&snaph寄存器可通過(guò)對(duì)81定時(shí)器內(nèi)核(intervaltimer)配置選項(xiàng)TimeoutPeriod:

設(shè)置periodl和periodh寄存器的初始值，此值可根據(jù)系統(tǒng)輸入時(shí)鐘頻率和initialperiod中的設(shè)置計(jì)算獲得。定時(shí)器內(nèi)核(intervaltimer)配置選項(xiàng)Timeo82定時(shí)器內(nèi)核配置選項(xiàng)PresetConfigurations:

提供的預(yù)定義硬件配置：Simpleperiodicinterrupt

Full-featured

Watchdog定時(shí)器內(nèi)核配置選項(xiàng)PresetConfigurations83Writeableperiod:主控制器可通過(guò)寫(xiě)periodl和periodh改變向下計(jì)數(shù)周期Readablesnapshot:主控制器可讀當(dāng)前向下計(jì)數(shù)的值Start/stopcontrolbits：主控制器可通過(guò)寫(xiě)控制寄存器的START和STOP位來(lái)啟動(dòng)后停止定時(shí)器。Timeoutpulse：當(dāng)定時(shí)器計(jì)數(shù)到0時(shí)將輸出持續(xù)一個(gè)周期的高電平。Systemresetontimeout：配置定時(shí)器用于看門(mén)狗。當(dāng)使能以下各項(xiàng)時(shí)：Writeableperiod:主控制器可通過(guò)寫(xiě)perio84定時(shí)器提供了硬件的寄存器級(jí)訪問(wèn)和HAL層的API函數(shù)：altera_avalon_time_regs.h:定義內(nèi)核的寄存器映射并提供硬件設(shè)備訪問(wèn)宏定義；

altera_avalon_timer.h、altera_avalon_timer_sc.c、altera_avalon_timer_ts.c、altera_avalon_timer_vars.c實(shí)現(xiàn)了HAL系統(tǒng)庫(kù)的定時(shí)器設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序（在components/altera_avalon_timer中）軟件設(shè)計(jì)定時(shí)器提供了硬件的寄存器級(jí)訪問(wèn)和HAL層的API函數(shù)：85軟件設(shè)計(jì)HALAPI提供如下兩種定時(shí)器設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序：系統(tǒng)時(shí)鐘定時(shí)器---該驅(qū)動(dòng)程序支持報(bào)警（alarms）。時(shí)間戳定時(shí)器-----該驅(qū)動(dòng)程序支持高精度的時(shí)間測(cè)量。HAL特定的訪問(wèn)定時(shí)器設(shè)備的API函數(shù)在components/altera_hal/HAL/inc/sys/alt_alarm.h和sys/alt_timestamp.h中定義。軟件設(shè)計(jì)HALAPI提供如下兩種定時(shí)器設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序：86【實(shí)驗(yàn)4.5】利用系統(tǒng)時(shí)鐘服務(wù)產(chǎn)生1s的周期性事件，并借此控制LED閃爍#include<stdio.h>#include"system.h"http://包含基本的硬件描述信息#include"altera_avalon_pio_regs.h"http://包含基本的IO寄存器信息#include"alt_types.h"http://Altera定義的數(shù)據(jù)類型#include"sys