FLASH固化

学习Flash固化的方法，掌握NiosII应用程序固化到开发板上EPCS配置芯片中的方法。Flash固化可以实现开发板掉电后可以从EPCS配置芯片启动应用程序。

一、为什么要学习Flash固化

在上节课的《流水灯》的训练中我们的操作是：

下载配置文件，配置文件的后缀名是 “.sof”，配置文件是在 Quartus Programmer 里下载。
下载执行文件，执行文件的后缀名是“.elf”，执行文件是下载到外部的SDRAM 里运行。

在之前的操作中，我们发现开发板断电之后，FPGA内部的配置文件和执行文件都会丢失，需要我们重新下载。所以我们要考虑如何将配置文件和执行文件固化到开发板上，每次上电后不用重新下载可以直接运行。

二、配置内核

新建文件夹，我们命名为“epcs_boot”
新建工程，保存路径就是我们新建的文件夹
在工程中，新建原理图
在原理图中，打开“platform”，建立Qsys系统，命名为kernel
修改时钟频率为100MHz
选择CPU：系统自带的nios
添加Sdram控制器，连接
- 数据和指令控制
- 外放wire接口
- 连接时钟
添加sysid
- 连接时钟
- 连接控制
添加pio
- 连接时钟
- 连接数据管理
- 外放接口
添加epcs flash，查找窗口输入epcs，找到"EPCS Serila Flash Controller", 选择后点击添加，属性保持默认设置。
- 双击 epcs_flash_external，外放接口
- 连接时钟
- 连接数据端口
- 连接命令端口
锁定Sdram的地址，System->Assign Bass Address，自动分配地址
System->Create Global Reset Network，自动完成复位端口连接
在"IRQ"标签栏下点击"Avalon_Memory_Mapped_Salve"和 IRQ 的连接点就会为"epcs_flash"核添加一个中断号
修改NiosII的配置界面，配置复位向量（Reset Venctor）和异常向量（Exception Venctor），复位向量为epcs_flash，异常向量（Exception Venctor）为sdram.s1。
- 复位向量修改为epcs_flash，就需要从flash中复位，读取程序
- FPGA将执行程序从flash中拷贝到sdram，程序才可以正常执行，所以异常向量（Exception Venctor）依然选择sdram.s1
生产Qsys系统，点击"Generation"标签栏中 Generate HDL…按钮生成 Qsys 系统。

三、设置锁相环PLL

搜索“ALTPLL”ip核，输出文件的描述语言选择verilog HDL，锁相环命名PLL
输入时钟选择与开发板一致的时钟——50MHz
芯片的速度等级选择为8
设置输入和输出选项，均不选择
一直不做修改，选择Next
设置clk0的输出频率为100MHz
使能clk1的输出频率，输出频率为100MHz，时钟相移调节角度为-70~-120之间，一般写-75不会出错
一直不修改，选择Next
选择输出实例化模板文件

四、系统配置

Assignments->Settings…，选择 Files,再点击右边的浏览按钮
找到kernel.qip 文件后打开
点击 Add 按钮
点击 OK 完成
Assignments->Device…->Device and Pin Options…按钮
修改 Dual-Purpose Pins 为 Use as regular I/O
设置 Voltage 里的 I/O 电压为 3.3-V LVTTL，因为在开发板中的 IO 口使用的是3.3V 的电压。点击 OK 完成

五、设置硬件平台的连接关系

把锁相环和内核连接起来
添加输入输出接口
分配引脚
编译

六、编写执行程序

选择菜单 Tool->Nios II Software Build Tools for Eclipse，

选择 epcs_boot 目录下的 software 目录
选择菜单 File->New->Nios II Application and BSP from Template
在 SOPC Informaction File name 栏中点击浏览按钮选择 kernel.sopcinfo 文件, 在 Project name 处输入项目名称 led_test，选择项目的模版 hello_world。
添加main文件夹，把hello_world.c的名字修改为main.c，并拖到main文件夹中
将上节课流水灯的程序代码复制到main.c中
选择Build Project，编译项目
在窗口中出现编译成功的信息，就好，如果有错误，先修改错误
EPCS FLASH 固化
- 下载配置文件“xxxx.sof”文件到FPGA中
- Nios II->Flash Programer, 打开 Nios II Flash Programmer 界面
- 选择 File->New…, 在 New Flash Programmer Settings File 对话框中的 SOPCInformation File name 这项选择项目目录下的 kernel.sopcinfo。
- 点击 Nios II Flash Programmer 界面中的 Connections…按钮，弹出 Hardware Connections 的连接信息框。说明硬件连接正常，按 close 退回 Nios II Flash Programmer 界面。
- 点击 Add…按钮添加 epcs_boot 目录下的output_files 目录下的“xxxx.sof”文件
- 点击 Add…按钮继续添加 nois 的应用程序 led_test.elf 文件
- 点击 Start 按钮开始烧写 EPCS FLASH
- 通过短暂的 FLASH 擦除，编程，读取和校验的步骤，烧写完成
开发板重新上电，观察开发板是不是可以正常使用

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SOPC教学笔记04——Flash固化

FLASH固化

一、为什么要学习Flash固化

二、配置内核

三、设置锁相环PLL

四、系统配置

五、设置硬件平台的连接关系

六、编写执行程序

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