基于JTAG和Flash Programmer的NIOS II工程代码固化烧录

发表于 2014/5/28 20:04:14 阅读（8168）

基于JTAG和Flash Programmer的NIOS II工程代码固化烧录

5.10.1 概述

Quartus II硬件工程会产生一个.sof的下载文件，通常用于JTAG在线下载调试。如果把这个文件转化为.pof文件可通过AS接口对FPGA的配置芯片（通常是一片FLASH，小规模器件的FLASH一般会选择接口简单、体积较小的SPI FLASH）进行固化；也可以将.sof转化为.jic，仍然使用JTAG接口进行配置芯片的固化。而NIOS II软件工程会产生一个.elf文件，由于软件必须依赖于硬件.sof文件的配置才能够运行，因此软件工程产生的.elf通常必须和.sof文件一起固化到配置芯片中，它们的固化烧录则需要在Qsys中添加一个名为EPCS Controller的组件来完成。

这个EPCS Controller顾名思义就是EPCS芯片的控制器，这是由于Altera原厂提供的SPI FLASH就命名为EPCS，如1Mbits容量的EPCS1、4Mbits容量的EPCS4等。而这个EPCS芯片其实和市场上各种SPI FLASH其实完全兼容，出于采购方便和成本考虑，一般设计应用会选择购买兼容的SPI FLASH来提到EPCS芯片，如我们SF-CY3板载的就是一颗Micron的M25P40。大家不要担心，M25P40和EPCS4是完全兼容，不存在任何以次充好的嫌疑，Micron和三星是存储器行业的老大，弄不好Altera也是买的它们的die封装下忽悠咱们呢。

好了，言归正传，回到这个EPCS Controller的功能上来，它的一个功能是配合EDS的Flash Programmer将我们工程产生的.sof和.elf烧录到配置芯片中。那么大家可就纳闷了，它既然老实现这个功能，势必它必须在FPGA中先跑起来。没错，在我们使用Flash Programmer前，我们通常都需要使用JTAG在线烧录.sof文件到FPGA中，这样我们就可以借助已经运行起来的EPCS Controller进行配置芯片的固化操作了。此外，已经固化好的EPCS Controller也在整个NIOS II系统软件启动过程中扮演Boot-Loader的角色。如图所示，我们可以先了解一下基于NIOS II应用的FPGA系统的启动过程，由于我们已经使用Flash Programmer将FPGA的.elf软件和.sof硬件配置bits流固化在了配置芯片中。当FPGA上电时，和没有软件的FPGA器件一样，FPGA本身会加载逻辑部分的配置数据，即我们的.sof配置数据；FPGA逻辑允许起来后，EPCS Controller也就准备就绪，那么它里面的Boot-Loader代码就会去执行从配置芯片搬运软件代码的工作，这样软件代码就在已经运行起来的硬件系统中跑起来了。整个过程大体就是这样。