TWORZENIE SYSTEMU NIOS II

1
TWORZENIE SYSTEMU NIOS II

• Orkiszewski Marcin

Kolo Naukowe Ukladów Cyfrowych DEMAIN
2
Altera NIOS II

• Wymagane oprogramowanie
• Quartus II v. 9.0
• Nios IDE v. 9.0
• Do pobrania na stronie www.altera.com

3
Uwaga!

• Katalogi, w których instalujemy oprogramowanie
  oraz w których zakladamy projekty
• ! NIE MOGA zawierac
  spacji !

4
Uwaga!

• Unikac powtarzania nazw
• - block diagram lt..gt_project
• - SOPC lt..gt_sopc
• - Nios IDE lt..gt_soft
• W razie problemów www.google.com

5
Tworzenie systemu
6
1. Utworzenie projektu (1/3)

• Utworzenie pliku z obrazem systemu
• Quartus II File New
• Block Diagram/Schematic File

7
(No Transcript)
8
1. Utworzenie projektu (2/3)

• Zalozenie projektu
• File Save As... /szkolenie1.bdf
• Do you want to create a new project with this
  file?
• Tak

9
1. Utworzenie projektu (3/3)

• Wybór ukladu
• Family Cyclone II
• Device EP2C35F672C6

10
(No Transcript)
11
2. Stworzenie systemu NIOS II (1/5)

• Utworzenie systemu Nios II
• Tools SOPC Builder
• System Name szkolenie1_sopc
• Target HDL VHDL

12
(No Transcript)
13
2. Stworzenie systemu NIOS II (2/5)

• Dodanie procesora CPU
• Nios II Processor Nios II/e

14
(No Transcript)
15
2. Stworzenie systemu NIOS II (2/5)

• Dodanie pamieci RAM (On-Chip)
• Memories and Memory Controllers
• On-Chip On-Chip Memory
• Memory type RAM
• Data width 32
• Total memory size 16 KBytes

16
2. Stworzenie systemu NIOS II (2/5)

• Dodanie komponentu JTAG Uart
• Interface Protocols Serial
• JTAG UART

17
2. Stworzenie systemu NIOS II (2/5)

• Dodanie portów I/O (diody LED)
• Peripherals Microcontroller Peripherals
  PIO (Parallel I/O)
• Output ports only - Width 8

18
2. Stworzenie systemu NIOS II (2/5)

• Dodanie portów I/O (przelaczniki SWITCH)
• Peripherals Microcontroller Peripherals
  PIO (Parallel I/O)
• Input ports only - Width 8

19
2. Stworzenie systemu NIOS II (2/5)

• Dodanie licznika czasu (Timer)
• Peripherals Microcontroller Peripherals
  Interval Timer
• Period 1 ms
• Writable period, Start/Stop control bits

20
2. Stworzenie systemu NIOS II (2/5)

• Zmiana nazw komponentów (Ctrl R)
• pio_0 leds
• pio_1 buttons
• timer_1 timer
• Powyzsze nazwy beda uzywane w kodzie
  programu!

21
(No Transcript)
22
2. Stworzenie systemu NIOS II (3/5)

• Przydzielenie przestrzeni adresowej
• i priorytetów przerwan
• System
• Auto-Assign Base Addresses
• Auto-Assign IRQs

23
(No Transcript)
24
2. Stworzenie systemu NIOS II (4/5)

• Ustawienie adresu poczatku programu
• i adresu wektora przerwan
• cpu_0
• Reset Vector onchip_memory2_0
• Exception Vector onchip_memory2_0

25
(No Transcript)
26
2. Stworzenie systemu NIOS II (5/5)

• Zapisanie i wygenerowanie systemu
• Generate Save

27
(No Transcript)
28
3. Dodanie systemu do projektu (1/2)

• Dodanie obrazu systemu do pliku projektu
• Edit Insert Symbol
• Project szkolenie1_sopc
• Dodanie pinów wejscia/wyjscia
• input output

29
(No Transcript)
30
3. Dodanie systemu do projektu (2/2)

• Polaczenie pinów z systemem
• clk_0 clk
• reset_n reset
• in_port_to_the_buttons7..0 switch7..0
• out_port_from_the_leds7..0 led7..0

31
(No Transcript)
32
4. Przypisanie pinów do projektu

• Dodanie obrazu systemu do pliku projektu
• Assignments Import Assignments
• File name DE2_PIN.csv

33
(No Transcript)
34
5. Zapisanie i kompilacja projektu

• Processing Start compilation
• - Wykorzystanie komórek logicznych
• - Wykorzystanie bloków pamieci
• Minimalna czestotliwosc taktowania
• - Compilation Report Timing Analizer

35
(No Transcript)
36
6. Zaladowanie obrazu do ukladu

• Tools Programmer
• - Hardware Setup ByteBlaster
• Program/Configure
• Start
• - Czasami przydatne bywa wlaczenie
  zasilania ? -

37
Programowanie
38
7. Zalozenie projektu (1/2)

• File New Project
• Nios II C/C Application

39
(No Transcript)
40
7. Zalozenie projektu (2/2)

• Wskazanie obrazu systemu (.ptf)
• Select project template Blank Project
• Name szkolenie1_soft
• SOPC Builder System PTF File
  ../szkolenie1_sopc.ptf
• Finish

41
8. Kompilacja biblioteki

• Prawy klawisz myszki na szkolenie1_soft_syslib
• Properties System Library
• Reduced device drivers
• Small C library itp..
• Prawy klawisz myszki na szkolenie1_soft_syslib
• Build Project

42
(No Transcript)
43
9. Dodanie plików zródlowych (C/C)

• Prawy klawisz myszki na szkolenie1_soft
• Import File System
• szkolenie1.h
• szkolenie1_1.c
• szkolenie1_2.c

44
10. Uruchomienie projektu

• Run Run Nios II Hardware
• Main Project szkolenie1_soft
• Target Connection USB-Blaster
• Run

45
(No Transcript)
46
Program 1
47
Program 1

• Typy danych
• alt_8, alt_u8
• alt_16, alt_u16
• alt_32, alt_u32
• Naglówki
• ltstdio.hgt - funkcja printf()
• system.h - adresy komponentów wygenerowane przy
  tworzeniu systemu SoPC

48
Program 1
int main() alt_u8 variable
while(1) variable
IORD_ALTERA_AVALON_PIO_DATA( BUTTONS_BASE )
IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA( LEDS_BASE,
variable ) return 0
49
Komunikacja z komponentami

• Przez makrodefinicje
• IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA( LEDS_BASE, variable
  )
• (wpis) (dane)
• typ komponentu rejestr adres bazowy
• variable IORD_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(
  BUTTONS_BASE )
• (dane) (odczyt)
• system.h - naglówek z adresami bazowymi
  komponentów
• altera_avalon_pio_regs.h naglówek z makrami

50
Komunikacja z komponentami

• Przez rejestry
• STATUS stan pracy komponentu
• np. ukonczenie liczenia, zgloszenie przerwania
• CONTROL rejestr konfiguracyjny
• np. odblokowanie przerwan, start, stop, reset,
  itp..
• DATA rejestr danych
• SPECJALISTYCZNE w zaleznosci od komponentu
• np. DIRECTION, PERIODL, PERIODH, itd..

51
Komponent PIO mapa rejestrów
52
Program 2
53
Program 2
int main() IOWR_ALTERA_AVALON_TIMER_PERIOD
H( TIMER_BASE, 0x02FA ) IOWR_ALTERA_AVALON_T
IMER_PERIODL( TIMER_BASE, 0xF080 )
IOWR_ALTERA_AVALON_TIMER_CONTROL( TIMER_BASE,
0x02 0x04 ) while(1)
status IORD_ALTERA_AVALON_TIMER_STATUS(
TIMER_BASE ) if( status 0x01 )
IOWR_ALTERA_AVALON_TIME
R_STATUS( TIMER_BASE, 0 ) //
do something
54
Komponent TIMER mapa rejestrów
55
Program 2

• IOWR_ALTERA_AVALON_TIMER_CONTROL( TIMER_BASE,
  0x02 0x04 )
• Ustawienie pracy ciaglej (nie trzeba restartowac)
  oraz uruchomienie licznika

56
Program 2

• IOWR_ALTERA_AVALON_TIMER_PERIODH( TIMER_BASE,
  0x02FA )
• IOWR_ALTERA_AVALON_TIMER_PERIODL( TIMER_BASE,
  0xF080 )
• Dlaczego takie wartosci ?
• 0x02FAF080 50000000
• Jeden okres licznika trwa 50 MHz (clk)
  dekrementacja co 20 ns
• 50000000 20 ns 1 sekunda

PERIODH PERIODL
57
Program 2

• status IORD_ALTERA_AVALON_TIMER_STATUS(
  TIMER_BASE )
• if( status 0x01 )
• IOWR_ALTERA_AVALON_TIMER_STATUS(
  TIMER_BASE, 0 )

58
Materialy dostepne na stronie Kola http//demain.
zpt.tele.pw.edu.pl/ Publikacje
17 XI 2009