- 一.背景介紹
介於最近在使用FPGA( altera芯片 CYCLONE IV E ) 做項目開發，遂在之前基礎上深入探索。使用NIOS II 軟內核開發FPGA，在損失一部分FPGA內存資源和邏輯資源的情況下，NIOS能夠幫開發者實現類似在ARM、DSP中才能做了複雜邏輯、複雜計算和分析工作。
- 二.工具
1） Quartus ii V13.14 Bit32
2 ) 內部集成工具 Qsys 和 Eclipes等
- 三.Qsys實現操作過程
直接來乾貨，實現步驟如下 ：
1）首先，建立NIOS II 內核，在Qsys中；具體過程在本人上一章中有具體描述；
2）在Qsys工程裏，添加 EPCS 控制器模塊
3）EPCS模塊配置；跟其他模塊配置方式相同，
a) 復位引腳配置到CLK模塊和JTAG-UART模塊，重點：必須兩個RESET都連接。
b) 時鐘正常配置，連接CLK的時鐘；數據總線和NIOS 模塊的數據總線連接。
c) External引腳配成外部引腳，重點：必須是外部引腳，在Quartus工程中需要用到。
d) EPCS定義起始地址：這裏之前我配置成0x0000的起始地址，導致在ECLIPSE 用FLASH PROGRAM 過程使用無法通道，提示"No EPCS registers found:tried looking at addresses 0x00001000 …"故障；
這個地方網上找了很多排故方式，都徒勞。最後靈光一閃；將它改成 0x7000。後面編譯通過下載成功。。。如果有朋友知道真正原因，請指導。
4）生成代碼 Gernerate
- 四. Quartus 工程實現
1） 將上述生產的HDL文件，添加到自己的Quartus工程中，（所有都添加）不然容易報錯缺少.V文件。
2）在頂層文件中添加剛剛生成的NIOS HDL文件模塊名，實例化。
3）將實例化中的EPCS芯片操作引腳分配到FPGA的外部EPCS實際管腳上，這步非常重要；決定了NIOS 能夠操作EPCS芯片。注意：這裏容易遇到一個問題，EPCS芯片操作引腳無法配置的問題，Quartus提示報錯，這裏也有解決辦法。
工程>Device>Device advanced options > Dual-purpose > 將所有引腳都選 Use as regular I/O 模式，簡單理解成這幾個EPCS專用引腳配置成通用型引腳。
4）最後編譯該工程；生成了JTAG 配置的 sof 文件；
5）將sof文件下載到FPGA中，此時FPGA的內部NIOS就已經跑起來了。只是程序僅僅在FPGA內部RAM中，沒有存到外部FLASH內，掉電即消失。
- 五. Eclipse 工程實現
1） 在Quartus工程中啓動 Eclipe工具；新建工程 Filse > New > Nios ii application and BSP from Template ，意思是建立實例工程；包含了應用工程和FPGA底層驅動工程。如下所示：三步，第一選擇Quartus工程裏的"xx.sopcinfo"配置文件，一個工程只有一個；第二步取個名稱；第三步驟選擇工程模版，這裏選用Hellow Word Small ,佔用內存小。
2）出現兩個工程，其中bsp結尾的是庫工程，即FPGA的內存、引腳等等分配說明；
3）我們需要操作的僅僅只有TT2該應用工程；簡單舉例，在main中添加如下
#include “sys/alt_stdio.h”
#include “altera_avalon_pio_regs.h” // 在bsp工程中的FPGA 操作庫
int main()
{
alt_putstr(“Hello from Nios II!\n”);
while (1)
{
IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(0x6000,0xFFFF);
usleep(100000);
IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(0x6000,0x0000);
usleep(100000);
}
return 0;
}
4）測試在RAM中運行；
選擇工程，在菜單RUN中RUN AS > NIOS II HARDWARE ；這個時候在ECLIPE 的窗口可以看到運行情況；如果添加了指示燈，在開發部的LED燈將會閃爍。
說明NIOS 運行正常。
5）在進行最後一步，保存ECLIPSE工程與Quartus固件庫工程同時到FLASH前；要處理的問題。Eclipse自身問題，需要配置一個文件“ nios2-flash-override.txt ”
首先該文件的目的是，告訴Eclipes軟件，你所使用的外部FLASH芯片是什麼配置。
然後，操作方法是，直接網上DOWNLOAD，或者新建txt文件，添加下面內容。
[EPCS-202011] # EPCS1N (lead-free)
sector_size = 32768
sector_count = 4
[EPCS-202013] # EPCS4N (lead-free)
sector_size = 65536
sector_count = 8
[EPCS-C22013] # EPCS4N (lead-free)
sector_size = 65536
sector_count = 8
[EPCS-202013] # EPCS4N (lead-free)
sector_size = 65536
sector_count = 8
[EPCS-202015] # EPCS16N (lead-free)
sector_size = 65536
sector_count = 32
[EPCS-202017] # EPCS64N (lead-free)
sector_size = 65536
sector_count = 128
[EPCS-010215] #EPCS32N(lead-free)
sector_size = 65536
sector_count = 64
[EPCS-010216] # EPCS64N (lead-free)
sector_size = 65536
sector_count = 128
[EPCS-FF] # EPCS64N (lead-free)
sector_size = 65536
sector_count = 128
[EPCS-012018] #EPCS128N(lead-free)
sector_size = 262144
sector_count = 64
重點：當你不知道你的外部FLASH名稱時，不着急，直接在後面的步驟中看到報故障信息裏，會告訴你的FLASH名稱。上面加粗的信息是我的FLASH信息。
當然，該TXT文件必須放在 NIOS安裝目錄下bin文件夾中，才能被識別到。
6）最後一步,寫如外部FLASH 。FLASH PROGRAM 工具，在Eclipe軟件菜單中NIOS II > FLASH PROGRAM 打開。
a) 添加固件庫文件 File > New
添加 Eclipe 的 bsp工程中的固件庫設置文件 “settings.bsp”
b) 在 Connection 中 測試 USB Blaster 和 SYStem ID
c) 添加 Quartus的工程文件 .sof 和 Eclipes應用工程文件 .LEF文件
d) 添加 Quartus的工程文件 .sof 和 Eclipes應用工程文件 .LEF文件
將菜單裏的OPTIONS，最後四個都勾選。
e) START ，完成。上電重啓即可。
f） 最後補充一點：在Qsys配置NIOS內核中，Reset Vator 必須選擇 EPCS外設路徑。這樣啓動纔會從外部FLASH.
- 六. FLASH總結
1）Eclipse 工程，兩個工程，想要使用Qys配置的NIOS外部模塊時，必須查看bsp工程。比如：給GPIO輸出電平，. IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(0x6000,0xFFFF);
2）Flash Progarm 問題；主要是 START後遇到各種報錯；
首先解決，Eclipse不認識FLASH芯片問題，添加上面的txt文件；
然後，在Qsys配置中，設置EPCS芯片的起始地址，如果0x0000，則報錯。改爲0X7000後正常。
3）對於剛入門的朋友，過程比較曲折，該教程希望能給你帶來幫助，少走彎路。