Nios II葵花宝典－Nios II嵌入式系统设计教程

本书的结构 第一章为嵌入式开发环境的建立，包括Fedora 13的安装、Quartus II 10.0 sp1 for linux的安装、Nios II EDS 10.0 sp1 for linux的安装、ModelSim-Altera 10.0 for linux的安装、USB Blaster驱动程序的安装以及kermit的安装。 第二章为Nios II的基础应用。介绍了altera的FPGA的实现某些功能的四种基本方法，也将讲述Nios II EDS的开发过程以及一些外设的开发。 第三章介绍的是U-Boot。简单介绍了U-Boot的历史、代码的结构分析、在XuX开发板使用U-Boot的常用命令、U-Boot的启动过程分析以及如何编译U-Boot。同时为了增加大家对U-Boot理解，编写了一个实例：使用U-Boot从SD卡上引导uclinux。 第四章介绍了uclinux的BSP、驱动以及应用程序的开发。 第五章介绍了基于Nios II的嵌入式系统开发过程中遇到问题的DEBUG方法，如采用modelsim仿真、采用GDB对uclinux内核单步调试以及应用程序单步调试。 （尚未完成，敬请关注） ### Nios II葵花宝典—Nios II嵌入式系统设计教程 #### 第一章：嵌入式开发环境的建立 本章主要讲解如何搭建一个完整的嵌入式开发环境，涉及的操作系统为Fedora 13，以及一系列必要的开发工具安装流程。 - **Fedora 13的安装**：提供了三种安装方式，包括全格式化硬盘安装Linux系统、与Windows共存的双系统安装方式，以及在Windows环境下通过虚拟机安装。其中，对于双系统安装方式，需要提前备份重要的数据并预留至少30GB的空间，并确保不会误格式化已有系统。此外，还提到了grub的安装，这对于双系统启动非常重要，尤其是在使用光驱进行Fedora安装的情况下。 - **Quartus II 10.0 sp1 for Linux的安装**：Quartus II是Altera公司的一款FPGA/CPLD开发软件，适用于设计、仿真、综合、布局布线以及编程Altera FPGA/CPLD器件。安装此版本的Quartus II可以帮助开发者在Linux环境下完成FPGA的设计和验证工作。 - **Nios II EDS 10.0 sp1 for Linux的安装**：Nios II EDS（Embedded Design Suite）是用于开发Nios II软核处理器及其外围设备的应用程序。Nios II是一种可配置的RISC架构，主要用于嵌入式系统。此套件包含了编译器、链接器、汇编器、调试器等工具，帮助开发者在Linux环境下进行Nios II相关的嵌入式系统开发。 - **ModelSim-Altera 10.0 for Linux的安装**：ModelSim是一款高级HDL（硬件描述语言）仿真工具，广泛应用于FPGA/CPLD的设计验证中。安装ModelSim-Altera版本可以在Linux环境中进行电路的行为级仿真和门级仿真，有助于快速验证设计的正确性。 - **USB Blaster驱动程序的安装**：USB Blaster是一种用于连接PC与目标FPGA板卡的通信接口。安装其驱动程序可以使开发者能够通过USB接口将设计下载到FPGA中进行测试和验证。 - **Kermit的安装**：Kermit是一个用于数据传输的协议和软件包，可以用来在不同的计算机系统之间传输文件。在嵌入式开发中，Kermit常被用来传输编译好的固件或其他文件至目标板。 #### 第二章：Nios II的基础应用 本章主要介绍了Altera的FPGA实现特定功能的四种基本方法，以及Nios II EDS的开发流程和一些外设的开发技巧。 - **FPGA的基本实现方法**：包括使用Verilog或VHDL进行设计、逻辑门的直接连接、硬件描述语言的编写以及使用高级语言进行设计。这些方法涵盖了从底层硬件到较高层次的设计方法，为读者提供了全面的理解视角。 - **Nios II EDS的开发过程**：Nios II EDS的开发过程通常包括配置处理器核心、创建外围设备、编写软件代码、编译和调试等步骤。这一部分着重讲解了如何利用Nios II EDS完成整个嵌入式系统的开发工作。 - **外设的开发**：介绍了如何开发Nios II系统中的各种外设，如串口、以太网接口、USB接口等。这些外设对于构建功能丰富的嵌入式系统至关重要。 #### 第三章：U-Boot 本章首先介绍了U-Boot的历史背景和发展历程，随后详细分析了U-Boot的代码结构和在XuX开发板上的使用方法。此外，还深入解析了U-Boot的启动过程，并指导如何编译U-Boot。为了加深读者对U-Boot的理解，书中还提供了一个实际案例——使用U-Boot从SD卡上引导uCLinux操作系统。 #### 第四章：uCLinux的BSP、驱动以及应用程序的开发 本章主要介绍了uCLinux下的板级支持包（BSP）、驱动程序以及应用程序的开发流程。这部分内容对于那些希望在Nios II平台上开发基于uCLinux操作系统的项目的读者来说非常有用。 - **BSP的开发**：板级支持包是连接硬件和软件之间的桥梁，负责初始化硬件设备并提供对硬件的访问接口。BSP的开发主要包括配置硬件、编写初始化代码以及实现操作系统所需的硬件抽象层等。 - **驱动程序的开发**：驱动程序是操作系统与硬件设备之间的接口，负责控制硬件设备的工作。本章详细介绍了如何为Nios II平台开发各种硬件设备的驱动程序。 - **应用程序的开发**：应用程序是运行在操作系统之上的软件，本章讲述了如何在uCLinux环境下开发应用程序，包括如何利用Nios II平台的特性来优化应用程序的性能。 #### 第五章：基于Nios II的嵌入式系统开发过程中的DEBUG方法 本章主要介绍了在Nios II嵌入式系统开发过程中遇到问题时的一些调试方法。 - **采用ModelSim进行仿真**：ModelSim是一种强大的HDL仿真工具，可以帮助开发者在设计阶段就发现并解决潜在的问题，提高设计的可靠性和效率。 - **使用GDB对uCLinux内核进行单步调试**：GDB（GNU调试器）是一款功能强大的源码级调试器，可以用来调试uCLinux内核和其他应用程序。本章讲解了如何利用GDB进行单步调试，这对于查找和修复运行时错误非常有帮助。 - **应用程序的单步调试**：除了对内核进行调试外，对于用户空间的应用程序，也可以使用GDB等工具进行单步调试，以定位和解决程序中的bug。 《Nios II葵花宝典—Nios II嵌入式系统设计教程》不仅涵盖了嵌入式系统开发的基础环境搭建、Nios II处理器的应用开发，还包括了U-Boot和uCLinux的开发技术，以及实用的调试方法。这本书适合嵌入式系统设计领域的初学者和具有一定经验的开发者参考使用，能够帮助他们快速掌握Nios II平台及相关技术，从而更好地进行嵌入式系统的设计与开发。