DE10-Standard板卡SoC入门实验之流水灯_d10-standard

说明

实验说明：

本实验的硬件平台基于DE10-Standard板卡，通过HPS控制FPGA的PIO外设，PIO连接有LED灯，实验现象为四个led依次循环点亮。

 

术语说明：

HPS：Hard Processor System硬核处理器系统

SOC：System On Chip 片上系统

Shell：本实验中指嵌入式命令行shell，即Embedded_Command_Shell.bat

 

软件说明：

本实验用到的软件有Quartus 15.1和SOC EDS 15.1。下文提到的bsp-editor工具和Shell包含在SOC EDS中。Qsys工具包含在Quartus中。进行本实验前请先正确安装这两个软件。

第一步：使用Quartus和Qsys工具完成硬件系统的配置。

该步骤实现SOC最小系统的硬件配置，包括硬核处理器配置、HPS和FPGA之间通信接口总线的选择、HPS外设裁剪、HPS时钟配置和SDRAM配置。该实验中主要用到HPS硬核，以及PIO外设IP核。Qsys工具为用户提供硬件系统的可视化设计，能够自动生成handoff文件，该文件配合bsp-editor工具可以生成preloader。Preloader是HPS的第二阶段引导源，主要作用为：初始化SDRAM接口，配置HPS IO口，加载下一引导源并跳转到它。

实验步骤

1 新建Quartus工程。

1.1 设置工程存放路径，工程名以及顶层文件名，如图1所示。

图 1

 

1.2 选择FPGA器件型号，如图2所示，DE10-Standard板载FPGA型号为5CSXFC6D6F31C6。

图 2

 

1.3 点击next直到finish，未提及的页面均按默认设置即可。

 

2 在Qsys中配置SOC。

2.1 运行Qsys工具。

在Quartus软件中，通过菜单栏Tools->Qsys打开Qsys工具。刚打开的Qsys工具页面如图3所示。

图 3

 

2.2 添加HPS并完成配置。

在左侧的IP目录中输入hps，选中Arria V/Cyclone V Hard Processor System，双击添加HPS，在弹出的HPS配置页面中进行HPS配置。HPS配置页面如图4所示。

图 4

 

1） 在FPGA Interfaces页面中，General一栏均不勾选，AXI Bridges一栏设为64-bit、64-bit、32-bit，FPGA-to-HPS SDRAM Interface一栏中移除原有接口，Resets一栏中均不勾选。

2）在Peripheral Pins页面中，设置HPS外设引脚复用及模式选择。设置如表1所示。设置完成后页面如图5所示。（本实验其实未用到这些外设）

表1 外设引脚复用及模式选择