【软件篇】FPGA--从0学习NIOS（NIOS II 流水灯 ）

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笔者前言：
学FPGA，最重要的还是数字逻辑，但是NIOS 作为一个系统，实现了FPGA 的C 语言变成化，哈哈！！也只得学习一下！不过大家还是主要吧精力放在逻辑设计上吧，
这里NIOS 入门献给正在学FPGA 的童鞋和攻城师们，大家一起分享！

第一个NIOS工程，流水灯！我使用的9.0本版的。
1、建立一个流水灯工程，如下图：

Next选择器件，再Finish。我的开发板上是Cyclone II系列EP2C8，大家按自己的实际选择器件。
2、打开SOPC Builder，配置NIOS硬件，如下图：

CPU配置经济型的就OK了
添加on-chip menory  ROM 改名为progam，RAM改名为data
再添加PIO，4位OUTPUT改名为led，但这样Quartus II RUN时会产生错误，如下图：

在错误上面点击右键help，上面提示：
Project too complex: hierarchy path is too long

---

CAUSE:	The depth of the design hierarchy is too deep for the Quartus II software to process. This could also be due to an undetected recursion.
ACTION:	Reduce the depth of the hierarchies. If necessary, modify the design so that it does not contain any recursive logic.

recursive logic迭代逻辑太多，为什么呢？其实很简单，因为PIO改名为led和工程名led一样，Quartus II无法辨别。所以以后大家注意这一点，工程名一定不要和SOPC PIO的名字相同。
这里我们就改名为led_pio,再进入CPU中，选择Reset Vector和Exception Vection分别为progam和data，如下图：

然后是地址分配和终端分配，先点击Auto-Assign Base Address,再点击Auto-Assign IRQs,如下图：

最后Generate,等一会儿……

3、在Quartus II中建立原理图文件BDF，双击原理图的空白处，选择project里面我们建立SOPC例化图标：

点击OK，放置SOPC在BDF中，选中SOPC点击右键选择，会自动生成引脚，在更改你想要命名的引脚名即可。
这里我们命名为clk,reset和led[3..0] 。
4、锁定引脚，和FPGA的IO对应，建立TCL脚本文件，按自己FPGA开发板的实际情况，我的开发板TCl为
set_global_assignment -name RESERVE_ALL_UNUSED_PINS "AS INPUT TRI-STATED"
#未用的IO设为输入三态
set_global_assignment -name ENABLE_INIT_DONE_OUTPUT OFF
set_location_assignment PIN_23 -to clk                                
set_location_assignment PIN_56 -to reset   
set_location_assignment PIN_6 -to led\[0\]
set_location_assignment PIN_5 -to led\[1\]
set_location_assignment PIN_3 -to led\[2\]
set_location_assignment PIN_4 -to led\[3\]
保存TCl文件后，选择Tools/Tcl Scriples

点击RUN，最后Start compilation

5、下载到FPGA中，点击progammer

到这里我们的硬件设计就OK了
6、打开NIOS II IDE软件，新建一个NIOS II C/C++ Application

Select Project Template: Blank Project
Name : led
SOPC Builder System PTF File选择我们建立的SOPC文件
NEXT，Finish……
7、在led上点击右键，NEW一个C语言文件


Source File输入C语言文件名，一定要加".c" ，Finish……
在NIOS 文件led上点击右键，选择System Library Properties

Program memory选择progam后OK！
8、下面我们在led.c里面写软件
#include "system.h"
#include "altera_avalon_pio_regs.h"
void delay(void)
{
    unsigned int i;
    i=100000;
    while(i>0)
    {
        i--;
    }
}
int alt_main(void)
{
    unsigned char led_data;
    unsigned int  led_code;
   
    while(1)
    {
        for(led_data=0;led_data<4;led_data++)
        {
            led_code=0x01<<led_data;
            IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(LED_PIO_BASE,~led_code);
            delay();
        }
    }
    return 0;
}
在NIOS工程led上面点击右键选择Build Project，稍等片刻……
同样在NIOS工程led点击右键Run AS--NIOS II Hardware,流水灯跑起来了……

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自己坐沙发！！哈哈

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话说我是一个玩FPGA只会玩点nios的怎么办？完全大材小用了

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实际应用中，大多都是逻辑语法的。

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楼主FPGA高手，学习

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NIOS主要是不开源，这样SOPC就没有多大价值了，还不如搞主频更高的soc.有很多的开源软核可以使用，这个也是我比较钟爱的方向。

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各有优缺点的，其实学FPGA ，大都是写逻辑代码，

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lz  给力...............