實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)設(shè)備與開(kāi)發(fā)環(huán)境的熟悉

1、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與開(kāi)發(fā)環(huán)境的熟悉 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?實(shí)驗(yàn)設(shè)備 實(shí)驗(yàn)原理 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)設(shè)備與開(kāi)發(fā)環(huán)境的熟悉 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解基于FPGA的數(shù)字系統(tǒng)開(kāi)發(fā)流程與開(kāi)發(fā)工具 掌握 Quartus II 的使用方法 了解嵌入式Linux系統(tǒng)及其開(kāi)發(fā)環(huán)境 掌握建立嵌入式Linux開(kāi)發(fā)環(huán)境的基本方法和流程實(shí)驗(yàn)設(shè)備與開(kāi)發(fā)環(huán)境的熟悉 實(shí)驗(yàn)設(shè)備 硬件：PC機(jī)、博創(chuàng)PXA270-DVP實(shí)驗(yàn)箱、博創(chuàng)FPGA擴(kuò)展板 軟件： Altera Quartus II、Red Hat Linux 、GNU跨平臺(tái)開(kāi)發(fā)工具鏈實(shí)驗(yàn)原理 認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)設(shè)備 基于FPGA的數(shù)字系統(tǒng)開(kāi)發(fā)流程與開(kāi)發(fā)工具 嵌入式Linux系統(tǒng)及其開(kāi)發(fā)環(huán)境 Altera Quartus

2、II的使用方法 基于實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建嵌入式Linux設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序及應(yīng)用開(kāi)發(fā)環(huán)境博創(chuàng)PXA270-DVP實(shí)驗(yàn)箱博創(chuàng)FPGA擴(kuò)展板硬件特性 處理器：Intel公司PXA270，基于xscale（ARMV5TE）核的SOC 存儲(chǔ)設(shè)備： 64MB SDRAM 64MB Nand Flash 16MB Nor Flash 外設(shè)：串口，Ethernet，Audio，SD卡，IDE，CF卡，AD/DA,USB，紅外，藍(lán)牙，LCD，觸摸屏，PS2 keyboard mouse, 17鍵數(shù)字鍵盤(pán),SPI，I2C，RTC，GPIO FPGA模塊：核心芯片為EP1K30QC208，邏輯門(mén)數(shù)3萬(wàn)門(mén)，板載3個(gè)LED，4路撥

3、碼開(kāi)關(guān)，有110個(gè)擴(kuò)展I/O資源軟件特性 系統(tǒng)引導(dǎo)程序： blob 操作系統(tǒng)內(nèi)核： Linux kernel（2.6.9） 文件系統(tǒng)： RAMDISK YAFFS 圖形用戶(hù)界面： Qt/E基于FPGA的數(shù)字系統(tǒng)開(kāi)發(fā)流程常用EDA開(kāi)發(fā)工具 功能仿真工具 Model Tech ModelSim Sysnopsys VCS Cadence NC-Verilog/NC-VHDL 綜合工具 Synplicity Synplify/Synplify Pro 多功能開(kāi)發(fā)工具 Altera Quartus II XILINX ISE 嵌入式Linux系統(tǒng) Linux系統(tǒng)是包含內(nèi)核、系統(tǒng)工具、完整的開(kāi)發(fā)環(huán)境和大

4、量應(yīng)用程序的一種類(lèi)UNIX操作系統(tǒng) 嵌入式Linux系統(tǒng)是基于Linux內(nèi)核的嵌入式系統(tǒng) Linux內(nèi)核（官方版本或經(jīng)過(guò)特別裁剪） 各種為了在嵌入式系統(tǒng)中使用而裁減過(guò)的應(yīng)用程序嵌入式Linux系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境 開(kāi)發(fā)模式 開(kāi)發(fā)工具 調(diào)試手段嵌入式Linux系統(tǒng)開(kāi)發(fā)模式 主機(jī)/目標(biāo)板開(kāi)發(fā)模式與交叉編譯 目標(biāo)板的軟硬件資源有限，沒(méi)有足夠的資源運(yùn)行開(kāi)發(fā)工具和調(diào)試工具 主機(jī)上運(yùn)行開(kāi)發(fā)工具和調(diào)試工具，下載到目標(biāo)板上運(yùn)行或調(diào)試 在PC（通常為x86架構(gòu)）上編譯針對(duì)其他種類(lèi)的處理器的代碼（如ARM），這樣生成的二進(jìn)制代碼只能在目標(biāo)機(jī)上執(zhí)行嵌入式Linux系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工具 ARM處理器通用開(kāi)發(fā)環(huán)境 ADS RVDS G

5、NU跨平臺(tái)開(kāi)發(fā)工具鏈 binutils（操作二進(jìn)制目標(biāo)文件的工具，例如GNU匯編器as和鏈接器ld） gcc（GNU編譯器，支持C和C+） glibc包（由許多鏈接庫(kù)組成，例如C鏈接庫(kù)）嵌入式Linux系統(tǒng)調(diào)試手段 在目標(biāo)程序中設(shè)計(jì)打印語(yǔ)句以期在運(yùn)行過(guò)程中輸出反饋信息（通過(guò)串口回顯到宿主機(jī)或存儲(chǔ)到log文件中） 宿主機(jī)運(yùn)行調(diào)試軟件，通過(guò)目標(biāo)板上的駐留監(jiān)控軟件（Resident Monitors）控制目標(biāo)板處理器訪問(wèn)各種資源（寄存器、存儲(chǔ)器等）并執(zhí)行指令 宿主機(jī)運(yùn)行調(diào)試軟件，通過(guò)片上調(diào)試器（OCD）控制目標(biāo)板處理器訪問(wèn)各種資源（寄存器、存儲(chǔ)器等）并執(zhí)行指令 在線仿真（ICE）本實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)環(huán)境 基于

6、FPGA的數(shù)字系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境 Altera Quartus II 嵌入式Linux開(kāi)發(fā)環(huán)境 主機(jī)/目標(biāo)板連接方式 串口（顯示程序輸出信息） 網(wǎng)絡(luò)接口（NFS數(shù)據(jù)傳輸） GNU跨平臺(tái)開(kāi)發(fā)工具鏈 程序在運(yùn)行過(guò)程中輸出反饋信息實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1. 連接實(shí)驗(yàn)設(shè)備2. 使用Altera Quartus II3. 構(gòu)建主機(jī)（宿主）操作系統(tǒng)4. 構(gòu)建GNU跨平臺(tái)開(kāi)發(fā)工具鏈5. 交叉開(kāi)發(fā)hellokernel模塊6. 加載模塊7. 查詢(xún)內(nèi)核模塊加載情況8. 卸載模塊PC與實(shí)驗(yàn)設(shè)備之間的連接 硬件連接 JTAG 串口 網(wǎng)線 軟件連接 Altera Quartus II 超級(jí)終端 NFS服務(wù)器與客戶(hù)端1.連接實(shí)驗(yàn)設(shè)備配置超

7、級(jí)終端設(shè)備上電2.使用Altera Quartus II 新建工程 設(shè)置工程目錄和工程名 選擇FPGA器件 添加并編輯VHDL源程序文件 編譯 仿真 燒寫(xiě)3.構(gòu)建主機(jī)操作系統(tǒng) 為了支持基于GNU跨平臺(tái)開(kāi)發(fā)工具鏈，主機(jī)操作系統(tǒng)必須采用下列方案之一： Windows系統(tǒng)+Cygwin Windows系統(tǒng)+虛擬機(jī)（Linux系統(tǒng)） Linux系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)Windows與虛擬機(jī)（Linux）文件共享 配置IP地址，讓W(xué)indows（修改其IP地址為192.168.1.11）和PC Linux（確認(rèn)其IP地址為192.168.1.234）屬于同一網(wǎng)段 配置虛擬機(jī)（Linux）Samba服務(wù)器 驗(yàn)證文件共享實(shí)

8、現(xiàn)虛擬機(jī)（Linux）與目標(biāo)板文件共享 配置目標(biāo)板IP地址，讓目標(biāo)板（將其IP地址修改192.168.1.12）和PC Linux（確認(rèn)其IP地址為192.168.1.234）屬于同一網(wǎng)段 配置虛擬機(jī)（Linux）NFS服務(wù)器 將虛擬機(jī)上的共享目錄掛接到目標(biāo)板mount o nolock 192.168.1234:/home/bc /mnt/nfs 驗(yàn)證文件共享4.構(gòu)建GNU跨平臺(tái)開(kāi)發(fā)工具鏈 為了避免出現(xiàn)版本問(wèn)題，在Red Hat Linux中已經(jīng)構(gòu)建了GNU跨平臺(tái)開(kāi)發(fā)工具鏈 驗(yàn)證GNU跨平臺(tái)開(kāi)發(fā)工具鏈?zhǔn)欠駱?gòu)建成功5.交叉開(kāi)發(fā)hellokernel模塊 提供Makefile文件（本次實(shí)驗(yàn)不涉及Makefile語(yǔ)法）和Linux模塊框架參考代碼文件（hellokernel.c） 根據(jù)Linux模塊代碼結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)如下功能：a.加載模塊時(shí)在實(shí)驗(yàn)箱的顯示器上打印”Hello