小梅哥fpga学习笔记之NIOS II CPU复位异常的原因及解决方案

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近期在用nios ii做项目时，发现一个奇怪的现象，在NIOS II EDS软件中编写好的代码，烧写到芯片中，第一次能够正常运行，但是当我按下板卡上的复位键之后，系统却卡死了，再也运行不起来，除非重新下载程序。经过分析系统可知，系统的硬件设计和Qsys系统中NIOS II CPU系统的搭建都是没有任何问题的。那么为什么会存在这样的问题呢，这里我先简单介绍下我的系统：

我的系统主要由NIOS II最强板CPU，SDRAM、预留系统定时器、预留时间戳定时器、system ID、EPCS控制器以及JTAG_UART组成。具体如下图所示(点击图片可查看高清大图)：

在Qsys环境中，我一开始将CPU的复位向量（Reset Vector）设定在了EPCS上，然后在NIOS II EDS中建立了软件工程，编译，下载运行都没有问题，但是并没有将fpga配置文件和代码固化到EPCS中去，因此复位时存在问题是肯定的。后来为了调试方便，在Qsys系统中将CPU的复位向量也修改指向了SDRAM，然后在NIOS II EDS软件中，重新生成了BSP之后，软件的编译，下载运行都没有问题，只是每当我按下板卡上的复位键之后，系统却卡死了，再也运行不起来。

记起去年做毕业设计时，曾经为在含有EPCS的系统中无法下载程序的问题苦恼过，当时下载程序时，每次都在进度为64%时报如下的错误，“Nios II ‘Launching New_configuration’ has ecountered a problem.Dowenloading Elf Process failed.”相信这个报错也是大家最深恶痛绝的（注，此图是我从网上下载的，自己做系统已经很久不出这个问题了，想弄张这样的图片只能百度了）：

在网上找了一大堆问题，有说是SDRAM相位不对的，这个我以前也确实遇见过不过自从我将SDRAM的时钟相移设定为-90度后，就基本没遇到过这个问题了。还有说是硬件本身有问题的，这里不排除此种情况，但是我的系统中却并非如此。最终是在新浪博客还是百度空间中的某位前辈的文章中找到的答案我忘记了。当时忘了记下博客地址了，只是将内容复制出来，存了一个word文档。现在这篇文档已经能够在百度文库中直接检索到了，尊重他人版权，我这里就只发文章在文库中的地址了：

http://wenku.baidu.com/link?url=YOyixrJXWj0ZunlJGqdUFdLv8wkF1KCXxXcEkHGpaulHwlsXPwjR29GxGBxQ-AhMrwot6oKnSziAdDYZrGayB6ZrLu8XaAHmhIikud3wPNC

 

他的解决方案就是在BSP editor中修改了两个与bootloader位置相关的选项，将allow_code_at_reset和enable_alt_load两个选项的勾选取消了，如下图（点击图片可查看高清大图）：

 

该文章中介绍，当创建不带EPCS控制器的NIOS II系统时，在NIOS II EDS中创建工程时，bsp editor中这两项是勾选上的。当创建了带EPCS控制器的NIOS II系统时，在NIOS II EDS中创建工程时，bsp editor中这两项是没有勾选上的。由此可知，当复位向量为SDRAM时，这两个选项应该勾选上。具体的原因见该文中作者在Altera提供的相关手册中找到原始解释。

当我在系统中将此两项勾选上后，再次生成bsp，然后编译、下载，处理器就能够正常执行复位了。

 

小梅哥

2015年5月26日于北京至芯科技