NIOS II前哨計(jì)劃step by step 1（NIOS

NIOS II前哨計(jì)劃step by step 1（NIOS II用戶指令）

可編程軟核處理器最大的特點(diǎn)是靈活，靈活到我們可以方便的增加指令，這在其他SOC系統(tǒng)中做不到的，增加用戶指令可以把我們系統(tǒng)中用軟件處理時(shí)耗費(fèi)時(shí)間多的關(guān)鍵算法用硬邏輯電路來實(shí)現(xiàn)，大大提高系統(tǒng)的效率，更突出的一點(diǎn)是：我們通過下面的逐步操作會(huì)認(rèn)識(shí)到，這是一個(gè)聽起來高深，其實(shí)比較容易實(shí)現(xiàn)的功能（我們站在EDA工具這個(gè)巨人肩上，風(fēng)光無限?。海ㄟ^這一文檔的介紹可以增強(qiáng)我們掌握NIOS II所有的技術(shù)手段的信心，這也是我把NIOS II 用戶指令放在最前面的用意。

用戶指令就是我們讓NIOS II軟核完成的一個(gè)功能，這個(gè)功能由電路模塊來實(shí)現(xiàn)，這個(gè)電路模塊是用HDL語言描述的。它被連接到NIOS II軟核的算術(shù)邏輯部件上，下面就是示意圖：





萬事開頭難，那我們就挑個(gè)軟的捏，來做一條組合邏輯指令吧，下面就是模塊示意圖：

雙擊CPU項(xiàng)就進(jìn)入CPU配置，設(shè)置用戶指令我們要選最后一個(gè)表單（Custom Instructions TAB）。見下圖
?

在該表單中我們點(diǎn)擊IMPORT,來加入我們的HDL模塊，見下圖：



在IMPORT操作窗口上，點(diǎn)擊ADD增加用戶指令模塊，點(diǎn)擊read port list from files顯示模塊PORT。
最后點(diǎn)擊Add to System完成用戶指令的添加。

在SOPC BUILDER 中生成系統(tǒng)，并在QUARTUS II中重新編譯整個(gè)工程，并program編程開發(fā)板器件，這樣硬件部分就完成了。下面我們就可以在NIOS II IDE中來編程使用我們的指令了。

由于我們?cè)赟OPC BUILDER 中增加了用戶指令，SOPC BUILDER 生成的PTF文件中包含了相關(guān)信息，我們?cè)贜IOS II IDE 中增加新軟件工程項(xiàng)目編譯時(shí)，系統(tǒng)根據(jù)SOPC BUILDER生成的PTF文件生成了硬件系統(tǒng)描述的system.h。在該頭文件中系統(tǒng)已經(jīng)為用戶指令生成了相關(guān)的宏，我們以上定制的用戶指令在system.h中相關(guān)部分如下：
/*
* custom instruction macros
*
*/

#define ALT_CI_TEST_CUSTOM_INSTRUCTION_N 0x00000000
#define ALT_CI_TEST_CUSTOM_INSTRUCTION(A,B) __builtin_custom_inii(ALT_CI_TEST_CUSTOM_INSTRUCTION_N,(A),(B))

注意__builtin_custom_inii是Altera 移植GCC后的built_in Function。

最后，我們創(chuàng)建一個(gè)Hello World工程，稍微改動(dòng)一下：
#include
#include

int main()
{
?? int a,b,c;
??
?? a=1;
??
?? c=ALT_CI_TEST_CUSTOM_INSTRUCTION(a,b);
?? printf("c=%d\n",c);
??
?? return 0;
}

主要把system.h頭文件包含進(jìn)來。

好了，馬上可以進(jìn)行調(diào)試了。