基于nios的fash数据烧写.doc

大连民族学院 《SOPC技术及应用》大作业 题目 基于NIOSⅡ的flash的数据烧写 学 院： 信息与通信工程学院 专 业： 通信工程 班 级： 通信104 学生姓名： 陈凤媛 学 号： 2010026403 完成时间： 2013 年 7 月 3 日 摘要: 随着EDA技术的 HYPERLINK /fazhan/ 发展和可编程逻辑器件性能的不断提高，可编程片上系统技术为系统设计提供了一种简单、灵活、高效的途径，而Nios II嵌入式处理器是Altera公司新近开发的可编程片上系统解决方案。本文简单介绍了基于Nios II的可编程片上系统的系统设计，并以Flash数据烧写为实例，讨论了在应用过程中遇到的一些问题和解决方案。?关键词: 可编程片上系统；嵌入式处理器；Flash烧写；同步动态随机存储器一 引言 随着微 HYPERLINK /dianzijixie/ 电子技术的飞速发展，集成电路设计和工艺技术水平有了很大的提高，从而使得由许多IC组成的电子系统集成在一个单片硅片上已成为可能，构成所谓的片上系统（System On Chip, SOC）。对于一些仅为小批量应用或处于开发阶段的SOC，若马上投入生产，风险较大，SOPC（System On a Programmable Chip）技术的出现为此提供了有效的解决方案。SOPC是以大规模FPGA为物理载体进行的系统芯片的设计，是基于FPGA解决方案的SOC，简单易行而且成本低廉。 构成SOPC的方案有多种途径，其中将IP软核嵌入FPGA的SOPC系统被广泛使用，目前最具有代表性的软核嵌入式处理器是Altera的Nios和Nios II核。Nios嵌入式CPU是一种专门为SOPC设计应用而优化的CPU软核，Nios II是继之推出的第二代Nios嵌入式处理器，处理性能更高。 随着 HYPERLINK /dangdai/ 现代设计越来越复杂化，FPGA中片内存储器的资源早已不能满足用户的需要，往往需要使用外部存储器来解决问题。其中，Flash烧写就提供了一个有效手段。一般地，烧写Flash最常用的方法是用编程器把程序或数据写入Flash，但如果要把Flash存储器和芯片（比如FPGA芯片）连接起来使用，那么就需要用硬件来做成一个接口模块，而现在很多FPGA开发板本身就带有Flash存储器，这就为FPGA芯片和Flash通信提供了方便，而且Nios II IDE为此提供了一个方便的Flash编程方法，任何连接到FPGA的兼容通用闪存接口（CFI）的Flash器件都可以通过Nios II IDE闪存编程器（Flash Programmer）来烧录。 虽然Nios II IDE闪存编程器（Flash Programmer）为FPGA开发板提供了一种Flash烧写方法，但是使用它更多地是为了将程序烧入Flash，避免每次上电时需要下载程序的麻烦。如果仅仅想把大量数据写入Flash存储器，作为系统的输入信息使用，则可以采用一种更为简单、方便的方法。本文提出的即是一种基于SOPC开发的Flash数据烧写方法。它利用SOPC开发过程，把Flash作为普通的外设来对待，待数据写入Flash后，SOPC系统所占的资源就可以释放，所以它为Flash数据烧写提供了一种简单、方便并且能够节省FPGA资源的有效方法。1 基于Nios II的SOPC开发 与传统嵌入式系统设计不同，Nios系统的开发分硬件开发和软件开发两个流程。硬件开发过程主要由用户定制系统硬件，软件开发在Nios II IDE中完成，Nios II使用Nios II IDE集成开发环境来完成整个软件工程的编辑、编译、调试和下载。图1所示的是基于Nios II的SOPC系统开发流程。 图1 基于Nios II的SOPC系统开发流程 　　Nios II的硬件设计是为了定制合适的CPU和外设,利用SOPC Builder的图形用户界面，可以快速方便地定义和连接复杂的系统。系统定义过程中，可对CPU和各外设模块的特性、大小及在系统中地址分配等进行设定。接着让SOPC Builder帮助Nios II开发者生成SOPC系统，实际上，它是用生成的.ptf文件来描述Nios II处理器系统。同时，也生成了用于Quartus II编译的HDL文件。在完成上述操作之后，使用Quatus II软件对Nios II系统上的各种I/O口进行引脚分配，并且进行硬件编译。在编译的过程中，Quatrus II从HDL源文件综合生一个适合目标器件的网表。最后，将生成的配置文件下载到开发板