基于sopc的flash数据烧写

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1、基于SOPC的Flash数据烧写作者；王晓雁,黄孜理,汪一鸣摘要:随着EDA技术的发展和可编程逻辑器件性能的不断提高，可编程片上系统技术为系统设计提供了一种简单、灵活、高效的途径，而NiosII嵌入式处理器是Altera公司新近开发的可编程片上系统解决方案。本文简单介绍了基于NiosII的可编程片上系统的系统设计，并以Flash数据烧写为实例，讨论了在应用过程中遇到的一些问题和解决方案。关键词:可编程片上系统；嵌入式处理器；Flash烧写；同步动态随机存储器引言随着微电子技术的飞速发展，集成电路设计和工艺技术水平有了很大的提高，从而使得由许多IC组成的电子系统集成在一个单片硅片上已

2、成为可能，构成所谓的片上系统（SystemOnChip,SOC）。对于一些仅为小批量应用或处于开发阶段的SOC，若马上投入生产，风险较大，SOPC（SystemOnaProgrammableChip）技术的出现为此提供了有效的解决方案。SOPC是以大规模FPGA为物理载体进行的系统芯片的设计，是基于FPGA解决方案的SOC，简单易行而且成本低廉。构成SOPC的方案有多种途径，其中将IP软核嵌入FPGA的SOPC系统被广泛使用，目前最具有代表性的软核嵌入式处理器是Altera的Nios和NiosII核。Nios嵌入式CPU是一种专门为SOPC设计应用而优化的CPU软核，NiosII是

3、继之推出的第二代Nios嵌入式处理器，处理性能更高。随着现代设计越来越复杂化，FPGA中片内存储器的资源早已不能满足用户的需要，往往需要使用外部存储器来解决问题。其中，Flash烧写就提供了一个有效手段。一般地，烧写Flash最常用的方法是用编程器把程序或数据写入Flash，但如果要把Flash存储器和芯片（比如FPGA芯片）连接起来使用，那么就需要用硬件来做成一个接口模块，而现在很多FPGA开发板本身就带有Flash存储器，这就为FPGA芯片和Flash通信提供了方便，而且NiosIIIDE为此提供了一个方便的Flash编程方法，任何连接到FPGA的兼容通用闪存接口（CFI）的F

4、lash器件都可以通过NiosIIIDE闪存编程器（FlashProgrammer）来烧录。虽然NiosIIIDE闪存编程器（FlashProgrammer）为FPGA开发板提供了一种Flash烧写方法，但是使用它更多地是为了将程序烧入Flash，避免每次上电时需要下载程序的麻烦。如果仅仅想把大量数据写入Flash存储器，作为系统的输入信息使用，则可以采用一种更为简单、方便的方法。本文提出的即是一种基于SOPC开发的Flash数据烧写方法。它利用SOPC开发过程，把Flash作为普通的外设来对待，待数据写入Flash后，SOPC系统所占的资源就可以释放，所以它为Flash数据烧写提

5、供了一种简单、方便并且能够节省FPGA资源的有效方法。1基于NiosII的SOPC开发与传统嵌入式系统设计不同，Nios系统的开发分硬件开发和软件开发两个流程。硬件开发过程主要由用户定制系统硬件，软件开发在NiosIIIDE中完成，NiosII使用NiosIIIDE集成开发环境来完成整个软件工程的编辑、编译、调试和下载。图1所示的是基于NiosII的SOPC系统开发流程。设计规划将硬件程序下载至开发板上将软件程序下载至开发板上SOPC系统实现硬件设计定义NiosII处理器系统（SOPCBuilder）（SOPCBuilder）分配引脚、编译硬件（QuartusII）生成系统模块（S

6、OPCBuilder）软件设计根据硬件系统生成HAL（NiosIIIDE）编写应用程序（NiosIIIDE）编译、连接、调试（NiosIIIDE）图1基于NiosII的SOPC系统开发流程　　NiosII的硬件设计是为了定制合适的CPU和外设,利用SOPCBuilder的图形用户界面，可以快速方便地定义和连接复杂的系统。系统定义过程中，可对CPU和各外设模块的特性、大小及在系统中地址分配等进行设定。接着让SOPCBuilder帮助NiosII开发者生成SOPC系统，实际上，它是用生成的.ptf文件来描述NiosII处理器系统。同时，也生成了用于QuartusII编译的HDL文件。在

7、完成上述操作之后，使用QuatusII软件对NiosII系统上的各种I/O口进行引脚分配，并且进行硬件编译。在编译的过程中，QuatrusII从HDL源文件综合生成一个适合目标器件的网表。最后，将生成的配置文件下载到开发板上。NiosIIIDE（NiosII集成开发环境）为NiosII的软件开发提供了一个平台，利用它可以向生成的SOPC系统写入程序。在进行软件开发时，会涉及到与硬件设备的通信问题。HAL（硬件抽象层）系统库工程包括所有和硬件处理器相关的接口，它是在Ni