最基本的几个输入输出设备测试完成，另外的功能暂时不打算实验。下一步计划是以系统总体设计进行实验。
需要构建Nios II软核，编写app实验程序。
由于免费的Quartus II版本不能编译IP，只能重新安装Quartus II 12.0sp2。同时，也安装了Nios II IDE 12.0sp2，Modelsim 10.c等软件。
参考网上的Nios II实例，做了第一个实验：LED闪烁。
在Nios中构建的cpu、jtag_uart、sdram、led
设计的原理图文件
第一个hello world程序，led闪烁
实验成功
10.12
继续学习Nios II，进行key中断实验，遇到些问题，需要深入研究。
代码：
#include "system.h"
#include "altera_avalon_pio_regs.h"
#include "alt_types.h"
#include "sys/alt_irq.h"
#include "sys/alt_alarm.h"
#include "unistd.h"
#define led *(volatile unsigned char *) LED_BASE
#define key *(volatile unsigned char *) KEY_BASE
void Key_ISR(void* context, alt_u32 id);
void Key_Init();
//alt_u8 data;
//按键中断服务函数
void Key_ISR(void* context, alt_u32 id)
{
led = key;
while(key != 0xff);
IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_EDGE_CAP(KEY_BASE, 0x00); //清中断捕获寄存器
}
//按键中断初始化
void Key_Init()
{
alt_irq_register(KEY_IRQ, 0, Key_ISR); //注册中断函数
IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_IRQ_MASK(KEY_BASE, 0xff); //开KEY中断
IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_EDGE_CAP(KEY_BASE, 0x00); //清中断捕获寄存器
}
int main(void)
{
Key_Init();
led = 0x55;
while(1);
return 0;
}
效果：按键中断，点亮对应的led
视频：http://v.qq.com/boke/page/b/4/q/b0106bte24q.html
10.20
继续学习Nios II。需要设计自己的IP，研究了些资料，先制作数码管的IP核。
修改之前seg.v的代码。思路是通过avalon总线发送32bits数据，每4bits代表一个数码管，可以显示0~F。8个数码管动态刷新。
代码：
// SEG数码管模块
module seg_ip(
input clk, // 系统时钟输入,50MHz
input reset_n, // 系统复位输入
input write,
input [31:0]writedata,
output[7:0] seg, // seg输出
output[7:0] dig // dig输出
);
reg[6:0] seg_r;
reg[7:0] dig_r;
assign seg = { 1'b1, seg_r };
assign dig = dig_r;
reg[15:0] scan; //扫描
reg[31:0] seg_data;
//扫描时钟
always @(posedge clk or negedge reset_n)
begin
if(!reset_n)
scan = 16'd0;
else
scan = scan + 1'b1;
end
always @(posedge clk or negedge reset_n)
begin
if(!reset_n)
seg_data[31:0] <= 31'd0;
else if(write)
seg_data[31:0] <= writedata[31:0];
end
//片选
always @(scan[15:13])
begin
case(scan[15:13])
3'd0: begin dig_r <= ~8'h01; seg_r <= trans(seg_data[3:0]); end
3'd1: begin dig_r <= ~8'h02; seg_r <= trans(seg_data[7:4]); end
3'd2: begin dig_r <= ~8'h04; seg_r <= trans(seg_data[11:8]); end
3'd3: begin dig_r <= ~8'h08; seg_r <= trans(seg_data[15:12]); end
3'd4: begin dig_r <= ~8'h10; seg_r <= trans(seg_data[19:16]); end
3'd5: begin dig_r <= ~8'h20; seg_r <= trans(seg_data[23:20]); end
3'd6: begin dig_r <= ~8'h40; seg_r <= trans(seg_data[27:24]); end
3'd7: begin dig_r <= ~8'h80; seg_r <= trans(seg_data[31:28]); end
endcase
end
//译码任务
function [6:0] trans;
input [3:0] in_data;
begin
case(in_data[3:0])
0: trans = 7'b100_0000; // 0
1: trans = 7'b111_1001; // 1
2: trans = 7'b010_0100; // 2
3: trans = 7'b011_0000; // 3
4: trans = 7'b001_1001; // 4
5: trans = 7'b001_0010; // 5
6: trans = 7'b000_0010; // 6
7: trans = 7'b101_1000; // 7
8: trans = 7'b000_0000; // 8
9: trans = 7'b001_1000; // 9
10: trans = 7'b000_1000; // A
11: trans = 7'b000_0011; // b
12: trans = 7'b100_0110; // c
13: trans = 7'b010_0001; // d
14: trans = 7'b000_0110; // E
15: trans = 7'b000_1110; // F
default: trans = 7'b111_1111;
endcase
end
endfunction
endmodule
在IDE端，测试程序修改为：
#define seg *(volatile unsigned int *) NIXIETUBE_BASE
seg = data++;
按键一次，数据+1
继续学习NIOS II。
在调试uart出现一连串问题。把自带RS232的IP添加进去后，发现串口通信收发数据异常，参考网上实验教程，发现是打开了NIOS CPU的cache。重新完成后，发现uart果然正常收发数据了，但是led和key却没有反应了？！奇怪。显然，是打开cache引起的。上网查询，果然如此。打开cache，就不能直接对地址操作了，类似led=0xaa；就不行了。
LED=0x0； // 使PIO LED输出为0,此种方法在有数据CACHE时会失效
IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(LED_BASE,0x0); // 使PIO LED输出为0
或者IOWR(LED_BASE,0,0); // 使PIO LED输出为0
这样修改完成后，一切恢复正常。
今天继续调试，又出现了新问题。在执行NIOS程序代码时，不能下载了：
Pausing target processor: not responding.
Resetting and trying again: FAILED
downloading ELF process failed
从网上查询知道，是sdram时钟与cpu时钟之间的问题，不过建议的方法一一试验过，均不起作用。最后，感觉是电路上可能出现问题。重新把引脚焊接一遍后，故障解除。
10.27
继续学习NIOS II。
参考网上资料，设计VGA的控制器IP。代码和之前的VGA实验代码差不多，增加了与SDRAM的读取方式。在SDRAM开辟一段显示缓存区域。VGA的分辨率为800x600，在50MHz时钟下，刷新频率为72Hz。
// VESA Signal 800x600 @ 72Hz timing
// Screen refresh rate: 72Hz
// Vertical refresh: 48.076923076923kHz
// Pixel freq.: 50.0MHz
// Horizontal timing (line)
parameter H_SYNC_PULSE = 120; // 行同步
parameter H_BACK_PORCH = 64; // 行同步后
parameter H_VISIBLE_AREA = 800; // 行图像显示
parameter H_FRONT_PORCH = 56; // 行同步前
parameter H_WHOLE_LINE = 1040; // 行总和
// Vertical timing (frame)
parameter V_SYNC_PULSE = 6; // 场同步
parameter V_BACK_PORCH = 23; // 场同步后
parameter V_VISIBLE_AREA = 600; // 场图像显示
parameter V_FRONT_PORCH = 37; // 场同步前
parameter V_TOTAL_FRAME = 666; // 场总和
在NIOS的测试程序，将屏幕分成32x8的小块，分别显示256色（1个字节）
#define VGA_WIDTH 800
#define VGA_HEIGHT 600
#define VGA_BUFFER_SIZE VGA_WIDTH*VGA_HEIGHT
#define VGA_SET_PIXEL(x,y,color) IOWR_8DIRECT((unsigned long)vga_buffer,(y*VGA_WIDTH)+x,color)
unsigned char vga_buffer[VGA_BUFFER_SIZE];
for(y = 0; y < VGA_HEIGHT; y++)
{
yy = y / 75;
for(x = 0; x < VGA_WIDTH; x++)
{
xx = x / 25;
color = yy * 32 + xx;
VGA_SET_PIXEL(x, y, color);
}
}
效果：
