nios2+c语言编程方法nios2系列教程

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1、最小的Nios2系统前言2003年Altera推出了第一代32位Nios系统，开创了FPGA内构建高性能单片机的先河。随之2004年，Nios系统升级为Nios2系统，解决了软硬件开发中一些不方便的问题，软件开发环境从命令行编译转移到Eclips的IDE集成开放环境。Nios2开发环境从1.0、1.1到1.2逐步升级。后来为了和QuartusII软件升级同步，从QuartusII5.0版本开始Nios2的版本号正式和QuartusII统一。    作者我亲身经历过整个Nios2发展历程，深知Nios2的不同版本发生的巨大变化。目前网上流行的Nios2教程针对的版本相对较老，已经对初学者学习Ni

2、os2起不到指导作用，并且应广大爱好者的强烈要求，我在此使用QuartusII和Nios2的8.0版本详细叙述Nios2的开发流程。构建一个Nios2最小系统需要什么    构建一个Nios2最小系统需要具备以下资源：    ★Nios2软核处理器    ★内存    ★Jtag_uart调试接口      1.Nios2软核处理器：这就是Nios2处理器的核心CPU，所有的外设都是和这个CPU通过Avalon总线连接到一起的。    2.内存：编译后的程序代码需要通过下载线下载到该内存中，然后CPU的程序指针跳转到内存的首地址开始执行程序。    3.Jtag_uart调试接口：想要用单步调

3、试等调试功能控制程序执行和查看程序变量，那么就需要这个调试接口。开始构建一个再简单不过的Nios2工程    整个步骤由2部分组成，第一部分建立Nios2硬件SOPC工程，第二部分建立Nios2软件工程。1．建立Nios2硬件SOPC工程    建立Nios2硬件SOPC工程就是设计一个软核CPU和它的外设，编译成硬件电路放到FPGA芯片里面。这时候可以认为FPGA就是一个32位的单片机了，下面的软件开发都是针对这个单片机的。    打开QuartusII软件，新建一个工程选择EP2C8Q208C8芯片。  打开Tools－>SOPCBuilder菜单，进入SOPCBuilder界面，新建一个

4、名为nios32的SOPC文件，语言可以选择VHDL或者VerilogHDL。我们一共要添加3个IP模块：Nios2处理器、片上内存和Jtag_uart调试接口。1．1在左边的IP导航栏里面双击选择NiosIIProcessor，然后选择NiosII/e型的处理器。这个处理器占用FPGA逻辑资源最小。此时CPU的ResetVector和ExceptionVector都是不可选的，因为还没有设置内存。在添加了内存后，还要回到这个CPU设置里面设置这两项信息。1．2在左边的IP导航栏里选择On-ChipMemory(RAMorROM)使用默认设置就可以了，RAM类型，32位数据宽度，4KB字节容量

5、。1．3在左边的IP导航栏里选择jtag_uart使用默认设置就可以了。1．4最后建成的Nios2系统见下面的连接关系图：Avalon总线的连接关系图下图：    图中实心的圆圈代表连接，空心的圆圈代表不连接。cpu做为主设备Onchip_mem和jtag_uart作为从设备，从设备通过数据总线和指令总线连接到主设备上。Onchip_mem比较特殊，它既连接到cpu的指令总线上，又连接到数据总线上。这跟我们设计有关，我们是通过调试接口将程序下载到Onchip_mem中，程序然后从Onchip_mem开始执行指令。程序中产生的变量同时也是存放在Onchip_mem中的。1．5新建一个BlockD

6、iagram/SchematicFile作为工程的顶层文件，将刚才制作的Nios32的symbol添加到bdf文件里。添加时钟和复位信号管脚，定义管脚的管脚号。最后编译工程，这样Nios2硬件部分的开发就算完成了，可以看到生成的sof和pof下载文件。2．建立Nios2软件工程    建立Nios2软件工程和开发51单片机程序差不多，但是具体细节设置的地方有很多差异的地方。2．1新建工程打开Nios2软件IDE开发环境，新建一个NiosIIC/C++Application的工程。Nios2开发环境还自带了很多模版例子工程，我们这里选择HelloWorldSmall工程。和51开发不同的是，Ni

7、os2可以自定义很多外设。因此不同的Nios2工程添加的外设可能都不同，需要在新建工程的时候指定你所要开发的那个Nios2硬件工程。这点很关键，这就是软件工程和硬件工程结合的地方。    一般新建一个工程时，系统会同时建立一个和该应用程序对应的库工程。库工程里面编译了指定Nios2硬件的外设驱动程序等api函数。这样就将应用程序和驱动库分离开来，方便用户管理。开发不同的应用程序时，可以共享一个驱动