Nios II教程

### Nios II教程知识点概述####一、Nios II简介与学习前提条件**Nios II**是由Altera公司（现为Intel的一部分）开发的一种32位RISC架构的软核处理器。它可以被嵌入到FPGA内部，用于实现特定的应用需求。Nios II不仅具有高性能的特点，还支持高度定制化，使得用户可以根据自己的应用需求进行配置和优化。 #####学习前提条件- **具备一定的单片机基础**：理解单片机的基本工作原理，尤其是寄存器操作，这对于学习Nios II非常重要，因为Nios II也采用了类似的寄存器操作方式。 - **具备一定的C语言编程能力**：Nios II的软件开发主要基于C语言，因此掌握C语言编程对于编写高效的Nios II应用程序至关重要。 - **了解Quartus II开发流程**：Quartus II是Altera提供的集成开发环境，熟悉其基本操作有助于更高效地进行Nios II的设计和调试。 - **拥有一块开发板**：实际的操作和实验能够加深对理论知识的理解，并且能够验证所学知识的有效性。 ####二、硬件开发部分##### 1.建立Quartus II工程- **创建新工程**：启动Quartus II软件后，新建一个工程，选择合适的器件和目标FPGA。 - **添加设计文件**：根据设计需要，向工程中添加各种设计文件，如Verilog或VHDL源代码文件。 ##### 2.构建Nios II软核- **构建CPU模块**：选择合适的Nios II处理器核心类型（例如Nios II/f、Nios II/e或Nios II/s），并根据具体应用需求进行配置。 - **建立SDRAM模块**：配置SDRAM接口，确保内存能够正确访问。 - **建立Avalon三态桥**：设置数据总线和地址总线之间的转换机制。 - **建立CFI模块**：配置Compact Flash Interface，以便扩展存储能力。 - **建立SYSTEM ID**：为系统分配唯一标识符。 - **建立JTAG UART**：设置串行通信接口，方便调试和通信。 - **配置及编译Nios II**：完成所有硬件组件的配置后，进行编译生成比特流文件。 ##### 3.建立锁相环PLL模块- **选择PLL模块**：根据设计需求，选择合适的PLL模块来生成所需的时钟频率。 - **配置PLL参数**：设置PLL的各种参数，如输入时钟频率、输出时钟频率等。 ##### 4.下载程序- **生成比特流文件**：在Quartus II中生成最终的比特流文件。 - **使用编程器**：将比特流文件下载到目标FPGA中，使Nios II系统正常运行。 ####三、软件开发部分##### 1. Nios II IDE简介- **集成开发环境**：Nios II IDE提供了一个集成了编译器、调试器和模拟器的完整开发环境。 - **支持多种操作系统**：可以在Windows、Linux和Mac OS X上运行。 ##### 2.建立软件工程- **创建新项目**：在Nios II IDE中创建一个新的软件工程。 - **添加源文件**：向工程中添加C/C++源代码文件和其他相关文件。 - **配置工具链**：设置编译器、链接器以及其他工具的参数。 ##### 3.编译与运行- **编译代码**：使用Nios II IDE的编译器对源代码进行编译。 - **运行应用程序**：将编译好的可执行文件下载到Nios II处理器上运行，并观察运行结果。 ####四、编程规范- **代码格式规范**：包括缩进、空格及空行、大括号等。 - **元素及命名规则**：文件命名、宏定义、枚举体、自定义类型、函数声明等的命名规范。 - **项目管理**：推荐使用版本控制系统（如Git）来管理项目。 - **代码编辑器选择**：推荐使用功能强大的编辑器或IDE，如Eclipse CDT、Visual Studio Code等。 ####五、实验案例- **LED实验**：通过控制LED灯的亮灭，初步了解Nios II的硬件接口和软件编程。 - **中断实验**：学习如何处理外部中断信号，并编写相应的中断服务程序。 - **串口实验**：实现与PC或其他设备之间的串行通信。 - **RTC实验**：使用实时时钟模块，学习时间相关的编程方法。 - **SPI实验**：利用SPI接口与其他设备进行高速数据传输。通过以上知识点的学习，不仅可以深入了解Nios II的硬件结构和软件开发流程，还能掌握如何利用Nios II完成各种实际应用的设计与实现。这些实践经验对于提高个人技能和解决实际问题是极其宝贵的。