Добавление процессора в систему

Следующим шагом в создании процессорной системы является добавление процессора. Для этого выберите в библиотеке IP ядро Processors/Nios II Processor, как показано на рис. 1.28. Затем надо настроить процессор. Для этого необходимо определить его параметры во вкладках Core Nios II, Caches and Memory Interfaces, Advanced Features,MMU and MPU settings, JTAG Debug Module, Custom Instruction.

Приведенное ниже описание вкладок отражает параметры процессора Nios II, используемого в процессорной системе «DE2-70 Media Computer», представленной в третьей части учебного пособия.

Рис. 1.28 – Выбор процессора Nios II из библиотеки

Во вкладке Core Nios II,приведенной нарис. 1.29, необходимо выбрать одну из трех конфигураций процессора: Nios II/e, Nios II/s или Nios II/f. Основные характеристики процессорных ядер представлены на вкладке. Более подробное их описание содержится в разделе 4 настоящего пособия. В этой же вкладке определяются векторы сброса и прерываний (адреса памяти, на которые передается управление в результате сброса или возникновения прерываний в процессорной системе), а также способы реализации умножения и деления.

Вкладка Caches and Memory Interfacesпредназначена для определения параметров используемых КЭШа инструкций и КЭШа данных, а также интерфейсов со сильносвязанной памятью в процессорной системе. Фрагмент вкладки изображен на рис. 1.30.

Рис. 1.29 – Вкладка Core Nios II

Рис. 1.30 – Фрагмент вкладки Cache and Memory Interfaces

Во вкладке Advanced Featuresопределяются дополнительные возможности процессора, такие как тип используемого контроллера прерываний, количество теневых регистров, особые исключения и прочее. Данная вкладка представлена на рис. 1.31.

Рис. 1.31 – Вкладка Advanced Features

Вкладка MMU and MPU settingsпредназначена для настройки модулей управления памятью и защиты памяти. Опции становятся активными при подключении соответствующих модулей во вкладке Core Nios IIдля процессораNios II/f. Эти модули используются для организации виртуальной памяти, а также для выполнения защиты памяти. Следует заметить, чтоMMUиMPU подключаются, когда в приложении используется операционная система. Внешний вид вкладки представлен нарис. 1.32.

Параметры вкладки JTAG Debug Moduleнастраивают модуль отладки процессорной системы Nios II. Определение параметров осуществляется выбором одного из уровней отладки. Чем выше уровень, тем больше возможностей отладки. В то же время, для реализации более высокого уровня отладки требуется большее количество ресурсов кристалла. Заполненная вкладка для процессора системы «DE2-70 Media Computer» представлена на рис. 1.33.

Вкладка Custom Instructionsиспользуется для подключения пользовательских инструкций к системе команд процессора. В левом списке данной вкладки находятся инструкции, готовые к подключению. Список справа содержит подключенные инструкции и их настройки. Нижняя часть вкладки содержит управляющие кнопки. Внешний вид вкладки заполненной для процессорной системы «DE2-70 Media Computer» представлен на

Рис. 1.32 – Вкладка MMU and MPU Settings

Рис. 1.33 – Вкладка настройки модуля отладки процессорной системы

рис. 1.34. Как видно из рисунка, к процессорной системе «DE2-70 Media Computer» подключены пользовательские инструкции fpoint с номерами 252-255 для реализации 4 арифметических операций над числами с плавающей запятой.

Рис. 1.34 – Вкладка Custom Instructions

Рис. 1.35 – Настройка процессора Nios II

Для создаваемой в примере процессорной системы, выбираем ядроNios II/s, с аппаратным умножением и делением. Векторы сброса и исключений указываем на встроенную память onchip_memory2_0со смещением 0x0 и 0x100, соответственно. Остальные параметры оставляем без изменений. Заполненное окно для рассматриваемого примера представлено на рис. 1.35.

1.5.3 Добавление параллельных портов ввода/вывода в систему

Следующим шагом в создании процессорной системы является добавление двух портов ввода/вывода PIO, один из которых будет настроен как входной порт, с возможностью формирования сигналов прерывания, а второй как выходной порт. Параллельные порты ввода/вывода находятся в библиотеке в следующем разделе: Peripherals / Microcontroller Peripherals, рис. 1.36.

После добавления компонента в процессорную систему, на экране появляется окно, представленное на рис. 1.37. В нем необходимо указать параметры параллельного порта ввода/вывода. Основными параметрами являются тип порта, ширина данных, подключение регистров захвата фронта и способ формирования прерываний. Все параметры организованы в 5 групп: базовые параметры (Basic Settings), параметры выходного регистра (Output Register), параметры регистра захвата фронта (Edge capture register), параметры формирования прерываний (Interrupt) и параметры для тестирования (Test bench wiring).

Рис. 1.36 – Добавление параллельных портов ввода/вывода

Для первого порта ввода/вывода (рис. 1.37) задаем следующие параметры:

· ширина (Width) – 8 бит;

· направление (Direction) – входной порт (Input);

· включить регистры захвата фронта (Synchronously capture);

· тип фронта (Edge type) – восходящий (Rising);

· включить генерацию сигналов прерываний (Generate IRQ);

· тип прерываний (IRQ Type) – по фронту (Edge).

Второй порт (рис. 1.38) настроим так:

· ширина (Width) – 32 бита;

· направление (Direction) – выходной порт (Output).

Остальные параметры оставляем без изменений.

Рис. 1.37 – Настройка первого

параллельного порта ввода/вывода

Рис. 1.38 – Настройка второго

порта ввода/вывода