【正文】 會(huì)出現(xiàn) Flash Memory(Common Flash Interface)cfi_flash_0的設(shè)置向?qū)?；?添加外部存儲(chǔ) Flash接口216。 將 timer_0重命名為 system_timer 。 在 Initial Period欄中選擇 “1 msec”，在 Preset Configuration欄中選擇 “Fullfeatured”；216。 ② 添加 JTAG UART Interface73 設(shè)計(jì)實(shí)例 —電子鐘 216。 保持系統(tǒng)默認(rèn)的選項(xiàng)，點(diǎn)擊 Finish，返回主窗口；216。（ 2）添加 CPU和外圍器件71 設(shè)計(jì)實(shí)例 —電子鐘① 添加 Nios Ⅱ 32bit CPU72 設(shè)計(jì)實(shí)例 —電子鐘 216。 在 Nios Ⅱ Core頁(yè)中選擇 Nios Ⅱ /S，在 Caches Tightly coupled Memoris頁(yè)中選擇 Instuctions Caches為 4 Kbytes，在 JTAG Debug Module頁(yè)中選擇Level 1；216。 在模塊池的 Avalon Module下選擇 Nios Ⅱ ProcessorAltera Corporation；216。 需從 SOPC Builder的元件池中選擇以下元件加入到當(dāng)前系統(tǒng)中： Nios Ⅱ 32bit CPU、 JTAG UART 接口、定時(shí)器、按鍵 PIO、 LCD Display、外部 RAM總線(Avalon 三態(tài)橋 )、外部 RAM接口、外部 Flash接口和新配置請(qǐng)求 PIO。 說(shuō)明： 若沿用的是 Nios ⅡIDE 已給示例的硬件設(shè)計(jì)，則不必從頭創(chuàng)建 Nios Ⅱ 系統(tǒng)模塊，可對(duì)已有的 Nios Ⅱ 系統(tǒng)模塊進(jìn)行適當(dāng)修改，而快速得到用戶所需的 Nios Ⅱ 系統(tǒng)模塊。68 設(shè)計(jì)實(shí)例 —電子鐘252。說(shuō)明： 最簡(jiǎn)單的方法是沿用 Nios ⅡIDE 已給示例的硬件設(shè)計(jì)，這樣容易將設(shè)計(jì)成功下載到目標(biāo)芯片中。 下面以表格形式給出 按鍵處理子程序進(jìn)行 處理的關(guān)鍵步驟。在每一個(gè)條件下（如 flag=0， flag=1， …… ， flag=5），又采用開(kāi)關(guān)（ switch）分支結(jié)構(gòu)，根據(jù) edge_capture的值判斷應(yīng)執(zhí)行哪個(gè)程序段。167。60 設(shè)計(jì)實(shí)例 —電子鐘電子鐘主程序流程圖61 設(shè)計(jì)實(shí)例 —電子鐘167。 1）顯示部分 （ 1）顯示時(shí)間 (小時(shí) :分鐘 :秒 ) （ 2）顯示日期 (年 月 日 ) （ 3）顯示狀態(tài)提示 (如 Beijing Time、 Set hour等等 ) 2）設(shè)置部分 其功能包括設(shè)置小時(shí)、分鐘、年份、月份、日期和退出設(shè)置。56 設(shè)計(jì)實(shí)例 —電子鐘端口定義表序 號(hào) 名稱(chēng) 輸入 /輸出 描述1 clk In 時(shí)鐘輸入， 50MHz2 reset_n In 復(fù)位輸入3 in_port_to_the_button_[3..0] In 4個(gè)按鍵輸入4 be_n_to_the_ext_ram[3..0] Out 字節(jié)選擇5 ext_ram_bus_address[22..0] Out SRAM地址6 ext_ram_bus_data[31..0] Inout SRAM數(shù)據(jù)7 read_n_to_the_ext_flash Out FLASH輸出使能（即讀信號(hào)）8 read_n_to_the_ext_ram Out SRAM輸出使能9 select_n_to_the_ext_flash Out FLASH片選信號(hào)10 select_n_to_the_ext_ram Out SRAM片選信號(hào)57 設(shè)計(jì)實(shí)例 —電子鐘端口定義表（續(xù)） 序號(hào) 名 稱(chēng) 輸入 /輸出描 述11 write_n_to_the_ext_flash Out FLASH寫(xiě)信號(hào)12 write_n_to_the_ext_ram Out SRAM寫(xiě)信號(hào)13 LCD_E_from_the_lcd_display Out LCD使能信號(hào)14 LCD_RW_from_the_lcd_display Out LCD讀寫(xiě)信號(hào)15 LCD_RS_from_the_lcd_display Out LCD端口尋址信號(hào)16 LCD_data_to_and_from_the_lcd_display[7..0]Inout LCD數(shù)據(jù)17 bidir_port_to_and_from_the_reconfig_request_pioInout 重新配置請(qǐng)求58 設(shè)計(jì)實(shí)例 —電子鐘216。 在 SOPC Builder中建立系統(tǒng)要添加的模塊包括： 1） Nios Ⅱ 32bits CPU； 2）定時(shí)器； 3）按鍵 PIO。本系統(tǒng)需使用的外圍器件包括： 1） LCD：電子鐘顯示屏幕； 2）按鈕：電子鐘設(shè)置功能鍵； 3） Flash存儲(chǔ)器：存儲(chǔ)硬件和程序； 4） SRAM存儲(chǔ)器：程序運(yùn)行時(shí)將其導(dǎo)入 SRAM。 1. 系統(tǒng)功能 1）在液晶屏上顯示時(shí)間、日期、狀態(tài)提示； 2）對(duì)時(shí)間、日期能夠進(jìn)行設(shè)置。53 設(shè)計(jì)實(shí)例 —電子鐘一、設(shè)計(jì)要求與軟硬件規(guī)劃二、硬件部分設(shè)計(jì)三、軟件部分設(shè)計(jì)內(nèi)容概要內(nèi)容概要54 設(shè)計(jì)實(shí)例 —電子鐘一、設(shè)計(jì)要求與軟硬件規(guī)劃167。 /dev/null用來(lái)在系統(tǒng)啟動(dòng)過(guò)程中重定向安全 I/O，也可以用在應(yīng)用程序中丟棄不需要的數(shù)據(jù)。向 /dev/null寫(xiě)數(shù)據(jù)對(duì)系統(tǒng)沒(méi)有什么影響，所寫(xiě)的數(shù)據(jù)將被丟棄。 }52 HAL系統(tǒng)庫(kù)（ 3） /dev/null設(shè)備216。fclose(fp)。fp = fopen(“/dev/uart1”,”w”)。 include include int main() {char* msg = “hello world”。 除 stdin、 stdout和 stderr函數(shù)外，訪問(wèn)字符模式設(shè)備還可以通過(guò)打開(kāi)和寫(xiě)文件的方式。return 0。[例 ] 發(fā)送 Hello world給任何一個(gè)和 stdout連接的設(shè)備。 使用這些函數(shù)是最簡(jiǎn)單的控制 I/O的方法；216。一般情況下，程序先將一個(gè) 文件 和 設(shè)備名稱(chēng) 聯(lián)系起來(lái)，再通過(guò)使用 ANSI C文件操作向文件寫(xiě)數(shù)據(jù)或從文件讀取數(shù)據(jù)。 現(xiàn)以字符模式外圍設(shè)備為例介紹在用戶程序中如何對(duì)外圍設(shè)備進(jìn)行操作。return 0。}fread(buffer,BUF_SIZE,1,fp)。if ( fp == NULL ) {printf(“cannot open file.\n”)。char buffer[BUF_SIZE]。49 HAL系統(tǒng)庫(kù)[例 ] 從文件子系統(tǒng)中讀取字符。167。 字符模式的設(shè)備寄存器常作為 HAL文件系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)。 在整個(gè) HAL文件系統(tǒng)中將文件子系統(tǒng)注冊(cè)為載入點(diǎn)，要訪問(wèn)這個(gè)載入店下的文件就要由這個(gè)文件子系統(tǒng)管理。 HAL提出了文件系統(tǒng)的概念，可以使用戶操作 字符模式 的設(shè)備和文件。typedef unsigned long alt_u32。typedef signed short alt_16；typedef unsigned short alt_u16。 部分代碼摘抄如下：typedef signed char alt_8。 HAL的數(shù)據(jù)類(lèi)型。167。167。 中斷優(yōu)先級(jí)；216。 外圍設(shè)備的硬件配置；216。 HAL系統(tǒng)庫(kù)的基礎(chǔ)，它提供了關(guān)于 Nios Ⅱ 系統(tǒng)硬件的軟件描述。 NiosⅡ IDE會(huì)為用戶自動(dòng)創(chuàng)建和管理 HAL文件。167。44 HAL系統(tǒng)庫(kù)二、使用 HAL開(kāi)發(fā)程序167。 HAL系統(tǒng)庫(kù)與 ANSI C標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)一起構(gòu)成 HAL的運(yùn)行環(huán)境 (Runtime Environment)。 Flash存儲(chǔ)器設(shè)備216。 以太網(wǎng)設(shè)備216。 定時(shí)器設(shè)備216。216。3. 通用設(shè)備模型43 HAL系統(tǒng)庫(kù)5. HAL支持的外圍設(shè)備167。216。 DMA設(shè)備 —— 執(zhí)行大量數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)源和目的地之間傳輸?shù)耐鈬O(shè)備。 以太網(wǎng)設(shè)備 —— 對(duì) Altera提供的輕量級(jí)的 IP協(xié)議提供訪問(wèn)以太網(wǎng)的連接。 文件子系統(tǒng) —— 提供訪問(wèn)存儲(chǔ)在物理設(shè)備中的文件的操作，如用戶可以利用有關(guān) Flash存儲(chǔ)器設(shè)備的 HAL API編寫(xiě) Flash文件子系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)來(lái)訪問(wèn) Flash。 字符模式設(shè)備 —— 發(fā)送和接受字符串的外圍硬件設(shè)備，如 UART216。 HAL為嵌入式系統(tǒng)中常見(jiàn)的外圍設(shè)備提供了通用的設(shè)備模型，使用戶無(wú)需考慮底層硬件，只需利用與之相一致的 API編寫(xiě)應(yīng)用程序即可。? 一旦用戶要訪問(wèn)設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序編寫(xiě)好，用戶的程序開(kāi)發(fā)只要利用 HAL提供的各種函數(shù)就可以編寫(xiě)各種應(yīng)用程序了。 驅(qū)動(dòng)程序開(kāi)發(fā)? 指編寫(xiě)供應(yīng)用程序訪問(wèn)設(shè)備的程序。? 應(yīng)用程序與系統(tǒng)設(shè)備的 通信 主要是通過(guò) C語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)庫(kù) 或 HAL系統(tǒng)庫(kù) API來(lái)實(shí)現(xiàn)。用戶程序C語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)HAL API硬件設(shè)備驅(qū)動(dòng)設(shè)備驅(qū)動(dòng)設(shè)備驅(qū)動(dòng)…圖 71 HAL所基于的系統(tǒng)層次1. HAL構(gòu)成41 HAL系統(tǒng)庫(kù)216。 系統(tǒng)初始化 —— 在 main()函數(shù)之前執(zhí)行對(duì)處理器的初始化；216。 設(shè)備驅(qū)動(dòng) —— 提供訪問(wèn)系統(tǒng)中每個(gè)設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序；216。 40 HAL系統(tǒng)庫(kù)216。 用戶不必自己創(chuàng)建或拷貝 HAL文件，也不必編輯HAL中的任何源代碼。HAL和 SOPC Builder緊密相關(guān)，如果硬件配置有了變化， HAL設(shè)備驅(qū)動(dòng)配置也會(huì)自動(dòng)隨之改動(dòng)，從而避免了由于底層硬件的變化而產(chǎn)生的程序錯(cuò)誤。39 HAL系統(tǒng)庫(kù)167。216。 HAL(Hardware Abstraction Layer，硬件抽象層 )系統(tǒng)庫(kù)可為與硬件通信的程序 提供簡(jiǎn)單的設(shè)備驅(qū)動(dòng)接口 。 用戶在進(jìn)行嵌入式系統(tǒng)的軟件開(kāi)發(fā)時(shí)，會(huì)涉及到與硬件的通信問(wèn)題。37 HAL系統(tǒng)庫(kù)一、 HAL系統(tǒng)庫(kù)簡(jiǎn)介二、使用 HAL開(kāi)發(fā)程序內(nèi)容概要內(nèi)容概要38 HAL系統(tǒng)庫(kù)一、 HAL系統(tǒng)庫(kù)簡(jiǎn)介167。167。35 Nios Ⅱ 處理器外圍接口　　外圍設(shè)備接口 說(shuō) 明CompactFlash接口 提供大容量存儲(chǔ)支持用戶邏輯接口 將片內(nèi)用戶邏輯或片外器件連接到 SOPC Builder生成的系統(tǒng)中UART 提供通用串行接口，具有可變波特率、奇偶校驗(yàn)、停止和數(shù)據(jù)位及可選的流量控制信號(hào)間隔時(shí)鐘 提供 32位時(shí)鐘，可作為周期脈沖發(fā)生器或系統(tǒng)看門(mén)狗時(shí)鐘并行 I/O接口 提供 1位到 32位的并行 I/O接口 (輸入、輸出、邊緣采樣 )串行外圍設(shè)備接口（ SPI）實(shí)現(xiàn)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)串行外圍設(shè)備接口，支持主設(shè)備或從設(shè)備協(xié)議DMA控制器 與存儲(chǔ)器進(jìn)行批數(shù)據(jù)交換，減輕 CPU的負(fù)擔(dān)SDRAM控制器 提供一個(gè)簡(jiǎn)單 Avalon接口，與片外的 SDRAM溝通，支持 132和 64位數(shù)據(jù)寬度存儲(chǔ)器接口 包括：片內(nèi) ROM和 RAM、 SDRAM、 SSRAM、 SRAM和 Flash，Altera的串行配置器件以太網(wǎng)端口 包括： 10/100兆比特每秒 SMSC LAN91C111單芯片以太網(wǎng)控制器，提供輕量級(jí)的 IP TCP/IP協(xié)議棧的軟件支持，已經(jīng)包含在Nios Ⅱ 開(kāi)發(fā)套件中JTAG UART(僅在 Nios Ⅱ 中有 )通過(guò)內(nèi)嵌在 Altera FPGA內(nèi)部的聯(lián)合測(cè)試行動(dòng)組 (JTAG)電路，在PC主機(jī)和 SOPC Builder系統(tǒng)之間進(jìn)行串行字符流通信表 74　 NiosNios Ⅱ 外圍設(shè)備接口36 Nios Ⅱ 處理器外圍接口二、用戶定制外圍設(shè)備167。167。167。2. 軟件設(shè)計(jì)過(guò)程33 Nios Ⅱ 處理器外圍接口一、標(biāo)準(zhǔn)外圍設(shè)備二、用戶定制外圍設(shè)備內(nèi)容概要內(nèi)容概要34 Nios Ⅱ 處理器外圍接口一、標(biāo)準(zhǔn)外圍設(shè)備167。 系統(tǒng)設(shè)置216。 添加 CPU和外圍器件216。內(nèi)容類(lèi)型 說(shuō) 明系統(tǒng)固定軟件 用于 NiosⅡ 處理器復(fù)位時(shí)從閃存中導(dǎo)入啟動(dòng)程序FPGA配置數(shù)據(jù) 使用配置控制器， FPGA能夠在上電復(fù)位時(shí)從閃存獲取配置數(shù)據(jù)任意二進(jìn)制數(shù)據(jù)開(kāi)發(fā)人員可以將任何二進(jìn)制數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到閃存內(nèi)，如圖形、音頻等表 73　編程到閃存中的通用內(nèi)容類(lèi)型31 Nios Ⅱ 嵌入式處理器系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)1. 硬件設(shè)計(jì)過(guò)程（ 1）創(chuàng)建一個(gè) Quqrtus Ⅱ 工程（ 2）創(chuàng)建 Nios Ⅱ 系統(tǒng)模塊216。167。30 Nios Ⅱ 嵌入式處理器系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)4. 閃存編程器167。 指令集仿真器；216。（ 4） 連接多種目標(biāo)216。3. 調(diào)試器（ 3）調(diào)試信息查看216。 數(shù)據(jù)觸發(fā)；216。（ 2） 高級(jí)調(diào)試功能216。 調(diào)試信息查看；216。 軟件斷點(diǎn)；216。 運(yùn)行控制；216。 自動(dòng)生成一個(gè)基于特定用戶配置的 makefile。 提供圖形化用戶界面；216。1. 工程管理器28 Nios Ⅱ 嵌入式處理器系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)（ 1）文本編輯器216。 μC/OS Ⅱ 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（ RTOS）；216。 Nios Ⅱ 運(yùn)行庫(kù)（或稱(chēng)為硬件抽象層 HAL）；216。（ 2）軟件工程模板216。一、 NiosⅡ 集成開(kāi)發(fā)環(huán)境（ IDE）介紹27 Nios Ⅱ 嵌入式處理器系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)（ 1）新工程向?qū)?