nios II--实验2——led硬件部分

Led

硬件开发

新建原理图

1、打开Quartus II 11.0，新建一个工程，File -> New Project Wizard…，忽略Introduction，之间单击 Next> 进入下一步。分别设置工程工作目录、工程名称。这里需要注意的是工程工作目录中请使用英文，不要含有空格等，否则在后面使用Nios II IDE的时候会出现问题。设置好后如图1所示。然后进行下一步。这里工程命名为lab2_led

2、添加已经存在的文件，这里没有需要添加的文件，直接单击 Next> 进入下一步。进行器件设置。使用的是 Cyclone IV家族的 EP4CE6E22C8芯片，选择好后直接进入下一步。进行EDA工具设置，由于工程中不进行仿真等，故不进行设置，如果需要进行ModelSim仿真，则在Simulation行中，选择Tool Name 为ModelSim-Altera（这里根据所安装的ModelSim版本进行选择），Format(s)选择为Verilog HDL（这里也是根据所掌握的硬件描述语言进行选择）。点击 Next> ，进入了Summary（摘要）页面，然后单击 Finish 完成即可。

3、新建 Block Diagram/Schematic File （方块图/原理图文件）。单击 File -> New..，选择Design Files中的Block Diagram/Schematic File，单击OK即可。

QSys调用模块

1. 启动Qsys 工具，进行IP模块的调用。单击 Tools -> Qsys  ，进入Qsys设置界面。系统已经默认添加了时钟模块，名称为 clk_0 ，这里选中 clk_0，右击，选择Rename，将其名称更改为clk。以下再添加任何模块，都进行类似的名称更改，更改名称的方法类似，就不在重复叙述了。

1. 添加软核处理器的各部分模块。总共需要添加

Nios II Processor、

JTAG UART、

System ID Peripheral

EPCS Serial Flash Controller

Sdram controller

pio

这6个模块。首先熟悉一下 Qsys 的界面。左面Component Library，是系统提供的元件库，里面有一些构成处理器的常用模块。右面是已经添加到系统的模块，也就是说，Nios II 软核处理器是可以定制的，根据具体需要来。在Component Library中搜索Nios II Processor，双击即可进行配置。首先需要选择的是Nios II 核心的类型。Nios II 软核的核心共分成三种，为e型、s型以及f型。e型核占用的资源最少，功能也最简单，速度最慢。s型核占用资源其次，功能和速度较前者都有所提升，f型核的功能最多，速度最快，相应的占用资源也最多，选择的时候根据需求和芯片资源来决定，这里选择s核。然后单击 Finish，结束当前配置。

1. 添加SDRAM Controller，这里使用的SDRAM芯片，大小为64M      B = 1M x 16Bit x 4Banks，具体的其他内容大家可以查看其datesheet。

重命名为sdram；

1. 添加EPCS/EPCQx1 Serial Flash Controller，这里不用进行任何设置，直接单击Finish完成即可。

   

   

   

2. 添加Jtag下载调试接口。在元件库中搜索 jtag uart。双击进行设置。由于系统没有特殊要求，因此这里选择默认配置即可。单击 Finish 结束当前配置。

1. 添加系统ID模块。系统ID是系统与其他系统区别的唯一标识。在元件库中搜索 system id peripheral，双击进行设置。这里随便进行设置，如设置为123。单击 Finish，结束当前配置。

1. 添加PIO。双击打开后，根据实际需要选择位宽（Width）和方向（Direction），这里使用的是4个LED，所以Width设置为4，Direction设置为Output。单击Finish完成设置。

   

   

   重命名如下：

   

2. 连线，即将右面 Connections栏目中的相关线通过设置节点进行连接。首先所有模块的clk连接起来。

然后片内存储器sdram的s1和处理器nios2的data_master和instruction_master相连。

JTAG调试模块jtag_uart的avalon_jtag_slave和处理器nios2的data_master相连。

系统ID模块sysid_qsys的control_slave和处理器nios2的data_master相连。

1. Led_pio模块的S1连接处理器nios2的data_master；

   

   设置led_pio的输出端口，并重命名端口名；

   

2. 设置复位信号。

1. 处理器nios2的中断和jtag_uart的中断、epcs_flash的中断相连接。

1. epcs_flash后面的小锁单击，将其锁上。

   

2. 进行软核的相关设置。首先双击nios2，进入处理器设置模块。在Core Nios II标签下，Reset vector memory设置为epcs_flash.epcs_control_port，Exception vector memory设置为sdram.s1，然后单击Finish完成设置。

1. 单击 System -> Assign Base Addresses，这时候会发现下部Messages窗口中原先的错误全部没有了，变为0 Errors,0 Warnings。如果不是这个结果，返回去按步骤检查。

1. 单击 File -> Save，进行保存，这里保存文件名为lab2_led。
2. 最后，选择Generation选项卡，设置Create simulation model为None，然后单击下面的Generate，进行生成。时间较长，大家耐心等待。

   

   

3. 完成后单击close即可，然后关闭Qsys回到Quartus II界面。

原理图添加IP模块

1. 添加niosII核

   双击Block1.bdf的空白处，打开Symbol对话框。选择project

   

2. 添加PLL

   单击右下角的MegaWizard Plug-In Manager…，进入宏模块调用界面。

   

   选择Creat a new custom megafunction variation，单击 Next> 进入下一步，在What name do you want for the output file下面的地址后面添加输出文件的名称PLL。然后在右侧搜索框中搜索ALTPLL，选中即可，这一步主要为系统添加时钟模块，然后单击 Next>进入下一步。

   

   弹出ALTPLL设置对话框，这里在 General栏目的What is the frequency of the inclk0 input?地方，将时钟更改为50MHz。

   

   接着按照以下流程进行设置：

   

   

   

   接着一直默认设置，一直next到一下窗口，点击Finish。

   

   这时会弹出一个Quartus II IP Files对话框，单击Yes完成即可，不需要进行任何操作。然后单击Symbol对话框中的OK即可，然后将模块放在Block1.bdf中即可。

3. 连接、添加引脚

   双击打开Symbol对话框，在Name中and2，添加与门。

   

   点击选择要添加引脚的模块，右击，选择generate pins for symbol ports。

   

   对引脚进行重命名，如下所示：

   

4. 单击 Project -> Add/Remove Files in Project…，单击File name后面的浏览按钮，选择.qsys文件，单击Add将其添加进来，然后单击OK。
5. 配置引脚

   首先，进行编译，然后采用脚本文件进行配置，toolsàtcl scripts；

   

   

   

6. 设置工程参数

   设置AS配置器件EPCS4

   

   

   

   设置双用引脚；

   

7. 综合，由于时间较长，请耐心等待。

   

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