第8章-系统高级开发技术.ppt

2009-11-4 嵌入式技术概述 —— NIOSII系统高级开发技术 孔庆臣 NIOSII系统高级开发技术 用户定制指令 1）概述 用户定制指令 2）定制指令的体系结构 用户定制指令 2）定制指令的体系结构 用户定制指令 2）定制指令的体系结构 用户定制指令 2）定制指令的体系结构 用户定制指令 2-1）组合逻辑定制指令 能够在一个时钟周期内完成的定制指令，不需要控制端口 用户定制指令 2-2）多时钟周期定制指令 能够在多个时钟周期内完成的定制指令，需要控制端口。 固定时钟周期数：系统生成时指定 可变时钟周期数：使用start、done握手信号 用户定制指令 2-2）多时钟周期定制指令 用户定制指令 2-3）扩展定制指令 扩展定制指令允许一个定制指令实现多个不同的操作 用户定制指令 2-4）可访问内部寄存器文件定制指令 可访问内部寄存器文件定制指令允许一个定制指令访问其自身的内部寄存器文件，从而提供了用户定制指令访问NIOSII处理器寄存器文件和自身寄存器文件的灵活性 用户定制指令 2-4）可访问内部寄存器文件定制指令 用户定制指令 2-5）具有外部接口的定制指令 多时钟周期定制指令、扩展定制指令、可访问内部寄存器文件定制指令均可支持外部接口：提供了一个数据流入、流出处理器的专用接口 用户定制指令 3）用户定制指令的软件接口（软件访问方式） NIOSII IDE 在system.h中为用户定制指令生成允许应用程序访问的宏。 用户定制指令编程 //高低位交换 #include “system.h” Int main(viod) { Int a=0 Int a_swap=0; a_swap=ALT_CI_BSWAP(a); retun 0; } 用户定制指令 3）用户定制指令的软件接口（软件访问方式） 用户定制指令的自定制宏 用户定制指令 3）用户定制指令的软件接口（软件访问方式） 用户定制指令 4）实现用户定制指令的相关软件操作 （1）打开NIOSII CPU的定制指令设置页 用户定制指令 4）实现用户定制指令的相关软件操作 （2）添加用户定制指令设计文件 用户定制指令 4）实现用户定制指令的相关软件操作 （2）添加用户定制指令设计文件 用户定制指令 4）实现用户定制指令的相关软件操作 （2）添加用户定制指令设计文件 用户定制指令 4）实现用户定制指令的相关软件操作 （3）发布用户定制指令 用户定制指令 4）实现用户定制指令的相关软件操作 （4）将定制指令加入系统，完成定制指令添加。 用户定制外设 用户定制外设：开发一个定制的SOPC Builder元件 SOPC Builder元件的构成： 1）硬件文件：描述元件硬件的HDL描述文件 2）软件文件：定义元件寄存器映射的C语言头文件和元 件驱动程序 3）元件描述文件（class.ptf）:定义元件的结构，由元件编辑器根据硬件文件、软件文件及用户在元件编辑器的图形用户界面中指定的参数自动产生该文件。 用户定制外设 1）用户定制SOPC Builder元件的开发流程 （1）指定硬件功能 （2）指定微处理器访问和控制该硬件的应用程序接口 （3）定义一个AVALON接口：提供正确的控制机制、足够 的吞吐性能 （4）采用VHDL或Verilog编写硬件设计 （5）单独测试硬件设计 （6）编写C头文件，定义寄存器映射 （7）使用元件编辑器将硬件和软件文件打包成一个元件 （8）例化元件为SOPC系统的一个模块 用户定制外设 1）用户定制SOPC Builder元件的开发流程 （9）使用NIOSII处理器测试元件的寄存器级访问 （10）编写元件的驱动程序 （11）反复改进元件的设计：硬件、软件、元件更新 （12）编译完整的包含一个或多个该元件的SOPC系统 （13）执行系统级的验证，若必要，进行反复设计 （14）完成元件设计，发布共享元件 用户定制外设 2）用户定制SOPC Builder元件的硬件设计 用户定制外设 3）用户定制SOPC Builder元件的软件设计 软件文件：定义了元件的软件视图 最小化的软件设计：定义元件的寄存器映射C头文件 软件驱动程序：抽象了元件的硬件细节，使应用程序可 以在一个高层次上访问元件 元件编辑器可以方便的将C头文件和驱动程序打包到HAL库中 用户定制外设 4）打包硬件文件、软件文件为SOPC Builder元件的相关操作 （1）启动元件编辑器 用户定制外