双Nios II软核在嵌入式系统中的应用

2 程序下载

2.1 方案确定

　　下面是对2个CPU的写入探讨。

方案一

　　指导思想：将硬件配置信息和cpu2写入EPCS中，将CPU的程序写入Flash中。具体步骤：

　　①CFI_FLASH的3个时间改为50、160、50；

　　②cpul——reset Address CFI_FLASH
　 　　 　Exception Address sdram-3／sl；

　　③cpu2——reset Address onchip_memory-0
　　 　 　Exception Address onchip_memory-0；

　　④将整个硬件编译成功；

　　⑤将memery-test编译，进行Flash测试，测试成功转下一步；

　　⑥分别编译newniosl和newnios2的工程；

　　⑦将整个硬件进行二次编译，此时pof文件中已经包含了newnios2的程序；

　　⑧将pof文件下载到EPCS中去；

　　⑨将硬件工程换成只有一个CPU的，将newniosl的程序下载到CFI_FLASH中去；

　　⑩重新上电启动。

　　方案二

　　指导思想：将2个CPU的程序均下载到Flash中，硬件配置在EPCS中。

　　①CFI_FLASH的3个时间改为50、160、50；

　　②cpul——reset Address EPCS_CONTROLLER
　　　　　Exception Address sdram-3／sl

　　③cpu2——reset Address onchip_memory-0
　　　　　Exception Address onchip_memory-0

　　④将整个硬件编译成功；

　　⑤将memery_test编译，进行Flash测试，测试成功转下一步；

　　⑥分别编译new-nios1和newnios2的工程；

　　⑦重新进行硬件的编译；

　　⑧将pof文件下载到EPCS中去；

　　⑨newnios1和new-nios2的程序下载分别指定为0、1或1、2；

　　⑩重新上电启动。

　方案三

　　指导思想：将2个CPU的程序均下载到EPCS中，硬件配置在EPCS中。

　　①首先在SOPCbuilder中将2个作CPU如下配置：

　　cpu1——reset Address EPCS_CONTROLLER
　 　　 Exception Address sdram-3／sl

　　cpu2——reset Address onchip_memory-0
　　 　 Exception Address onchip_memory-0

　　这代表将CPU的程序在EPCS中进行存储，而程序运行在SDRAM中；而CPU_0的存储和运行都在片上存储器中。

　　②先将SOPC进行编译，成功后选择“Exit”，硬件提示是否进行升级，选择“yes”，进行升级，然后将整个硬件全编译。

　　③硬件编译通过后，通过SOPCBuilder打开IDE，在IDE下分别编译newnios1和newnios2的工程，由于第2个CPU的程序在内部存储器，则生成一个以内部存储器为名称的hex文件。

　　④重新进行硬件的编译，会发现硬件将HEX文件当作一个部件，编到整个硬件中了。编辑完毕后，查看SOF和pof的大小，其实都没什么变化，但时间修改了。

　　⑤利用命令行指令：

　　sof2flash--epcs--input=new.sof--output=my1.flash，

　　该命令将new.sof转换成EPCS中存储的格式；将POF文件下载到EPCS中去。

　　Elf2flash--epcs--after=my1.flash--input=newniosl.elf--output=my2.flash

　　⑥下面有2种处理方法都可以下载成功。

　　第1种方法：将另一个只有CPU的工程(sof)下载到EP2C20中(QuartusII无法在下载过程中识别2个CPU)，然后利用以下命令：

Nios2-flash-programmer--epcs--base=0x02900800 my1.flash

Nios2-flash-programmer--epcs--base=0x02900800 my2.flash

　　重新上电，就可以了

　　第2种方法：将instance参数带上，方法同上，进行Flash文件的转换，然后将整个工程sof下载到硬件中。

　　利用命令：

Nios2-flash-programmer--epcs--base=0x02900800--instance 1 my1.flash

　　Nios2-flash-programmer--epcs--base=0x02900800--instance 1 my2.flash

　　注意，instance后面的参数为1。如果为0，就会出现错误：no EPCS register found。如果是2，则会发生如下情况：

　　There are no niosII processors available which match the value specified，please check your PLD……

　　⑦重新上电启动即可。

2.2命令行在EPCS中的写入过程

　　①将sof文件下载到FPGA中，并将sof文件转换成.flash烧写中间格式，使用命令：

　　sof2flash--epcs--input=.／new.sof--output=my1.flash

　　然后用.flash文件烧写epcs--base项为nios2工程中epcs在avalon总线中的地址位：

　　nios2--flash-programmer--epcs--instance=1--base=0x02900800 my1.flash

　　②将elf文件也转换为.flash格式，并且要加入一些参数。--after是后来刷写的内容，不会冲掉前面的数据，使用命令：

　　elf2flash--epcs--after=my1.flash--input=newniosl.elf--output=my2.flash

　　烧写：nios2-flash-programmer--epcs--instance=1--base=0x02900800 my2.flash

　　③重新上电启动。

　3 小 结

　　本文结合视频点播服务器的设计，阐述了双NiosII软核嵌入到FPGA并通过SOPC技术将IP核嵌入并构建系统的过程及方法，充分发挥FPGA的高速优势，提供系统性能。其创新点是，将双NiosII软核应用到嵌入式系统中，通过IP核的设计实现底层驱动，提高系统集成度，充分发挥SOPC技术的优势。