Quartus 软内核NIOS II 入门指导

一.背景介绍
FPGA开发过程中，往往有许多重复性繁琐的事情要处理，这时候直接使用HDL编程实现，会很浪费资源；而且有些工作是不需要并行执行，这时候NIOS II 内核就提供了很好的解决方案。在ARM+FPGA或者DSP+FPGA的嵌入式应用领域下，当用户既要实现强大的CPU来完成大量工作；又需要利用FPGA的超高速短延时实现并行设计的情况。如果用户对CPU的处理速度要求不那么高，而且希望控制成本在较低的范围。这个时候也是使用NIOS II 软内核的绝佳时机。
特此说明：本案例使用的quartus软件版本是 V13.14 Bit32位软件。
参考路径： https://blog.csdn.net/tq384998430/article/details/84953257
二.工具介绍

1. Quartus ii 工具 ：
   
2. NIOS IP核添加工具 ： Qsys 在quartus中的打开方式： 菜单 Tools > Qsys
   
   3.NIOS 编程工具：NIOS II Software Build Tools for Eclipse （简称Eclipse） 在quartus中打开方式：菜单Tools > NIOS II Software Build Tools for Eclipse
   

三.关键过程步骤

1. Qsys 内核添加工作。
2. Quartus 工程编辑生产工作。
3. Eclipse 编码（类似与DSP编码环境）。

四. Qsys内核添加配置

1. 进入Qsys
   在quartus软件中，工具栏快捷进入，如下；
   
   2.进入软件后首先看到自动生产的时钟模块
   
   3.在Library库中搜素添加其他工具模块
   
   首先添加：时钟、CPU、ROM、RAM、JTAG_UART、SYS ID、PIO模块；如下面图片所示。
   
   

然后配置各个模块，如下面所述。
1）配置时钟：双击 Clk_0 模块进行设置
2）定制NIOS II ：NIOS II一共三款类型，我选择了NIOS II/e，这是最小体积但是性能最差的一款处理器，因为我的开发板是Cyclone II的EC2C5T144C8，内部资源比较有限，如果选择NIOS II/f的话会导致内部资源不够用。下面还有Reset Vector和Exception Vector没有配置，因为现在还配置不了，这些向量是跟程序运行地址相关的，但是还没有添加系统存储器。

3）片上RAM和ROM配置：类型、数据宽度和数据深度

4）JTAG-UART配置:默认即可
5）SYS-ID配置:默认即可
6）PIO模块配置：IO宽度即对应FPGA引脚个数，输入输出类型，和复位时引脚状态。

7）EPCS读写模块：该模块是第二期开发配置（上述配置结果，系统程序只能在片上的ROM运行），实现NIOS II 初始化从片外 EPCS FLASH芯片读程序。建议，初次学习NIOS，这步骤先不用。

4. 模块间连接；参考下面连接图
操作方式：鼠标放在执行模块的信号上右键， *** Connections > 列表点击连接。PS：复位信号与JTAG仿真复位信号都要连接，便于JTAG在线单步调试过程实现。

5. HDL代码模块生成；操作方式：菜单栏 > Generate > Generate
菜单栏 > Generate > HDL Example 里面Copy代码，用途是实现NIOS II 内核接口使用。

五. Quartus 工程配置
未完待续…