笔记：FPGA上实现最小soc系统_quartus 实现fpga soc

笔记：FPGA上实现最小soc系统

软件：quartus2+keil，硬件：JTAG/SW，usb转ttl，fpga下载线，10M50DAF484C7G — fpga max10系列
1.fpga硬件设计
1.1 debug可能出现的问题
1.2 pin脚连接
1.3 tcl文件
1.4 soc电路设计下载到fpga
2.软件调试

基于上篇文章min_soc系统软硬件协同仿真，这次我们来把bit流下载到fpga上，让fpga的uart串口打印出hello

1.fpga硬件设计
1.1 debug可能出现的问题
loop must terminate within 5000 iter，在仿真时，有时会出现这样的问题，这是由于for赋值引发的问题，语句改为用if做判断即可，在cmsdk_fpga_sram中，应改为如下定义simulation。

1.2 pin脚连接
基于上次的最小系统，我们在top文件中定义了fpga 的pin脚连接，（在这里可以看到管脚之间的连接，配合fpga的用户手册即可对各管脚的连接一通百通）
如图，这是top文件对管脚连接的定义，让我们看看，即可以举例几个关进啊管脚，sw调试仿真需至少配置SWDIO/SWDCLK/GND连接在JTAG/SW调试口与fpga间，如下图，SWDCLK是与GPIO[0]相连接，只需查用户手册，这个GPIO[0]连接的是哪一个pin口即可。

1.3 tcl文件
为管脚配置方便起见，我们可以根据fpga用户手册先配置好管脚的连接通过progect -> generate tcl file for project 即可生成自己定义的工程文件的tcl脚本，以后使用时只需在quartus中打开view -> utility windows -> tcl console ，在tcl脚本处，source project_name.tcl 即可配置好管脚


还是tcl脚本方便呐，如上图所示，打开pin planer里，管脚就都已经配置好了。其实可以把建立到仿真的整个过程都写成tcl脚本的，但是这样的话如果程序跑飞，在终端界面看着不明显，也很难定位程序错误位置，调试麻烦。
1.4 soc电路设计下载到fpga
都配置好后直接compile design,生成的文件中会有如下两中可下载文件，其中，sof文件下载速度快，但是掉电易失，pof文件下载速度慢，但掉电不易失

在programmer中只要配置好hardware和file就好，好现在我们已经完成了硬件的程序设计、pin脚连接、程序下载，下面我们要开始在软件上看我们的soc上调试程序能否正确执行。

2.软件调试
打开keil，依旧是我们上次的 数据插桩 和 uart串口调试打印hello部分

#include "CM3DS_MPS2.h"
#include <stdio.h>
#include "uart_stdout.h"
int main (void)
{
	uint32_t* addr;
	addr = ((uint32_t*) 0x00009000UL);
  *addr = 0x12345678;
	addr = ((uint32_t*) 0x0000a000UL);
  *addr = 0x87654321;
  // UART init
  UartStdOutInit();
  printf("Hello world\n");
  printf("** TEST PASSED **\n");
  // End simulation
  UartEndSimulation();
  return 0;
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18

主要还是要先配置好环境啊，


$K\ARM\ARMCC\BIN\fromelf.exe #L -c -d -e -s --output hello.lst
$K\ARM\ARMCC\BIN\fromelf.exe #L --bin -o hello.bin


要看到上面这张图正常时，才说明你连接的是正确的，否则可能会检测不到芯片或者JTAG。
当然这也可能是你没有装好驱动的问题，如图三个端口分别接的是，uart, fpga，jtag调试器。

然后进入keil的调试界面

调出它的寄存器窗口可以看到插桩的数据已经写入。

配置好串口调试助手，已经能看到我们的uart打印的语句，到此就完成了我们的最小soc在fpga上实现啦
//---------------------------------------------------------------
可以到我的主页下载最小soc运行的代码，只做学习交流使用