uCLinux在NiosII平台上的移植基于Nios II的SOPC软硬件系统DE2.docx

1、uCLinux在NiosII平台上的移植基于Nios II的SOPC软硬件系统DE2窗体顶端uCLinux在NiosII平台上的移植一、编译环境搭建VMware上安装Ubuntu9.04*1配置一些比较快的源默认情况下，Ubuntu中的vi编辑器并不好用，左右键不正常，需先安装vim-full，但ubuntu-9.04-desktop-i386.iso中的默认的源无法访问了。sudo apt-get install命令全都是“failed to fetch”的错误。需要修改/etc/apt/sources.list源文件。可用gedit命令。输入用户密码。但若把源地址一项一项添加很费事，易出错

2、，从windows环境下又无法向VMware中粘贴。sshd，vsftpd没有安装，share-folder在Ubuntu环境下无法使用。现在，还有一种方法，可在VMware环境下，从外部的ftp服务器上把事先已传上去的sources.list文件下载下来。先配置网络sudo vi /etc/network/interfaces配置域名服务器sudo vi /etc/resolv.conf sudo /etc/init.d/networking restart从ftp上下载source.list文件，然后执行sudo mv sources.list /etc/apt命令之后，sudo apt-

3、get update /升级安装的软件包。sudo apt-get install vim-full /安装vim-full，便于以后的编辑sudo apt-get install openssh-server /安装sshd，便于远程登录sudo apt-get install vsftpd /安装vsftpd，便于以后与物理机间传送文件sudo apt-get install chkconfig /安装chkconfig，便于服务器的管理接下来就参照上所讲继续安装了。二、TryOutLinux在进行移植工作之前，可以先下载现成的配置文件和内核映像文件，下载到板子上看看效果。从nioswik

4、i网站上下载DE2平台上已经编译好的DE2_NIOS_HOST_MOUSE_VGA.sof，DE2_NIOS_HOST_MOUSE_VGA.ptf 以及zImage_DE2_NIOS_HOST_MOUSE_VGA_v1.6文件。Configure the FPGANiosII EDS$nios2-configure-sof DE2_NIOS_HOST_MOUSE_VGA.sofDownload and run the kernel image,NiosII EDS$nios2-download -g zImage_DE2_NIOS_HOST_MOUSE_VGA_v1.6Open nios2 t

5、erminalNiosII EDS$ nios2-terminal三、InstallNios2Linux安装或下载源码和编译工具。在编译工具链之前，先安装以上这些工具。如若不安装完全，在后面的编译工具链和编制内核的时候可能出现错，Ncurses是一个能提供基于文本终端窗口功能的动态库。在Ubuntu安装的时候应注意，安装ncurses-dev库时可能会显示“ncurses-dev has no installation candidate”，如下图所示：此时，可以安装libncurses5-dev。$sudo apt-get install libncurses5-dev在完成了上述库的安装后

6、，可按下一条命令检查是否安装完全。检查默认的shell是否是bash如若不是，需改成bash$sudo rm /bin/sh$sudo ln -s bash /bin/sh注销重新登录，检查cc是否链接向了gcc如若不是，则需修改：$cd /usr/bin$ln -s gcc cc20090703需要gcc 4.2或者更高版本*2。从ftp上下载nios2-linux-20090730.tarsha1sum校验把nios2-linux-20090730.tar解压到指定的目录：$ sudo tar nios2-linux-20090730.tarC /media/sdb1/切换到nios2-l

7、inux目录，check out the sourcenios2-linux中各个目录的作用。Nios2 uClinux的源文件和gnu工具链。以下这些命令是编译nios2-gcc工具链的整个过程Ubuntu中编译需要注意的是：Ubuntu中并没有root用户，需用sudo的方式执行管理员操作，但是即使用sudo make仍会产生permission denied的错误。可能是sudo的有效区域的问题。可用以下方式解决：出现的错误：在安装好上文中所说的那些库后，在make的过程中仍有各种错误，便切换到nios2-linux目录update了一下。再进行上述操作，会出现以下错误cp: canno

8、t stat doc/gcc.1: No such file or directory在google上寻找解决方法如下，需修改gcc3目录下的Make-lang.in中的一句代码。至此，在编译就没有错误了，tools chain的编译时间比较长，大概用了1个小时10分钟左右的时间。toolchain终于编译成功了。也可以用编译好的BinaryToolchain，然后设一下PATH变量$vi /.bashrc本文中，把编译好的BinaryToolchain放到/opt/nios2/bin目录下，把自行编译的tools-chain设在/media/sdb1/nios2-linux/toolchai

9、n-build/build/nios2/bin目录下。重新登录后，查看nios2-linux-uclibc-gcc是否可用$nios2-linux-uclibc-gcc -v现在把编译环境完全在nios2-linux-20090929上来做。我在Ubuntu虚拟机上新加了一块8G的硬盘，在tar xf，./checkout，make toolchain之后居然空间不够了，还得把nios2-linux-20090929.tar的包删掉才行。由于nios2-linux项目使用git来管理的，所以在用的时候需要注意查看分支。如若不是在test-nios2分支上，切换过来吧。依次检查每一个目录。其它与

10、7月30的版本相同，而且不会出现编译工具链时的错误。编一个测试程序：hello world编译与检测接下来，就可以配置和编译内核了。切换到uClinux-dist目录下，执行$make menuconfig回车进入Vendor/Product Selection，Vendor选择Altera，Product选择Altera Products(nios2)。Exit。选择Kernel/Library/Defaults Selection，单击回车进入。选择Default all settings (lose changes)，Exit，Exit。显示Do you wish to save you

11、r new kernel configuration?选择Yes可先从nioswiki网站上下载一个已配置好的系统 DE2_NIOS_HOST_MOUSE_VGA.ptf 和DE2_NIOS_HOST_MOUSE_VGA.sof先做一下实验。运行vendor_hwselect$make vendor_hwselect SYSPTF=/home/lunix/uclinux/DE2_NIOS_HOST_MOUSE_VGA.ptf选择要使用的cpu，设置程序运行的存储器。编译内核和程序$make把生成的zImage文件cp到vftpd配置的目录，在Windows环境中从虚拟机上下载。启动nios2

12、command shell$nios2-configure-sof DE2_NIOS_HOST_MOUSE_VGA.sof$nios2-download g zImage-g选项代表着是下载后立即运行。$nios2-terminal四、配置SOPC硬件系统平台下面将配置一个SOPC系统，并自行裁剪linux内核后记：没有认真阅读它的基本的硬件要求或建议是 Nios II f型core，带Hardware multipler sdram（最小8M） 一个full feature的定时器timer 一个jtag或者serial的UART除了定时器timer不要把中断号0（irq 0）分配给任何器件

13、硬件设计建立一个工程，名字为DE2_uClinux。器件设置如下。加入一个Verilog HDL文件，文件名为DE2_uClinux.v，Set as Top-Level Entity。此时可先不管DE2_uClinux.v中的内容，先建立一个SOPC系统。调用Sopc Builder建立一个nios系统。起名字为DE2_lab1添加On chip Memory，在Memorie and Memory Controllers-On-Chip-On-Chip Memory(RAM or ROM)。添加cpu，选择Nios II/e型，设置复位和异常向量。更正：此处应选Nios II/f型加入定时

14、器timer，选择full-featured，在Peripherals-Microcontroller Peripherals-Interval Timer加入JTAG_UART和UART，在Interface Protocols-Serial中加入sdram控制器，在Memories and Memory Controller-SDRAM-SDRAM Controller加入sram，此处需注意将DE2光盘中找到demo工程的SRAM_16Bits_512K copy到DE2-uClinux工程目录下，执行file-refresh system，可看到左侧system content栏中多了

15、一个Terasic Technologies Inc组，组中的SRAM_16Bits_512K就是要加入的DE2上的sram控制器。将DM9000A和SRAM_16Bit_512K加入后记：SOPC Component for DM9000把dm9000a_hw.tcl文件存放到工程目录，打开SOPC Builder，可看到一个新的“dm9000a”组件。添加一个新的Avalon-MM tristate bridge，添加”dm9000a”组件，重命名为”dm9000”，连接到Avalon tristate bridge master，不需要Verilog或者VHDL文件，因为SOPC Bui

16、lder会自动生成。不要把中断号0（irq 0）分配给dm9000。DM9000A模块加入后，应命名为dm9000，并通过tristate-bridge与连接到系统上，且中断号不能为0。以下图的中未作修改，所有的dm9000a都应为dm9000。加入flash controller，Memories and Memory Controller-Flash-Flash Memeory Interface(CFI)CFI flash通过tristate-bridge与Avalon MM总线连接，它是个速度较慢的器件。配些开关和灯。开关和红灯18个，绿灯8个，按钮4个。绿灯和按钮类似先选这么多吧，最

17、后结果执行一些地址对齐，中断号分配的工作。注意中断号0。点击next，generate。把新生成的系统加到DE2_uCLinux工程中。配置引脚Assignments-Import Assignments,选中DE2光盘中的DE2_pin_assignments.csv文件，导入。Assignment-Device-Device and Pin Options-Unused pin设为As input tri-stated。Dual-purpose pin-nCEO设置为Use as regular I/O修改顶层文件DE2_uClinux。打开DE2光盘中的一个比较齐全的的Demo，此处用D

18、E2DE2_demonstrationsDE2_NET。把里面的DE2_NET.v文件的内容考出，把内容copy到DE2_uClinux.v中，把顶层module名改为DE2_uClinux。把不需要的部分进行裁剪。本文中裁剪如下。 /ClockInput/CLOCK_27,/OnBoard27MHzCLOCK_50,/OnBoard50MHz/PushButton/KEY,/Pushbutton3:0/DPDTSwitch/SW,/ToggleSwitch17:0/LED/LEDG,/LEDGreen8:0LEDR,/LEDRed17:0/UART/UART_TXD,/UARTTransmi

19、tterUART_RXD,/UARTReceiver/SDRAMInterface/DRAM_DQ,/SDRAMDatabus16BitsDRAM_ADDR,/SDRAMAddressbus12BitsDRAM_LDQM,/SDRAMLow-byteDataMaskDRAM_UDQM,/SDRAMHigh-byteDataMaskDRAM_WE_N,/SDRAMWriteEnableDRAM_CAS_N,/SDRAMColumnAddressStrobeDRAM_RAS_N,/SDRAMRowAddressStrobeDRAM_CS_N,/SDRAMChipSelectDRAM_BA_0,/S

20、DRAMBankAddress0DRAM_BA_1,/SDRAMBankAddress1DRAM_CLK,/SDRAMClockDRAM_CKE,/SDRAMClockEnable/FlashInterface/FL_DQ,/FLASHDatabus8BitsFL_ADDR,/FLASHAddressbus20BitsFL_WE_N,/FLASHWriteEnableFL_RST_N,/FLASHResetFL_OE_N,/FLASHOutputEnableFL_CE_N,/FLASHChipEnable/SRAMInterface/SRAM_DQ,/SRAMDatabus16BitsSRAM

21、_ADDR,/SRAMAddressbus18BitsSRAM_UB_N,/SRAMHigh-byteDataMaskSRAM_LB_N,/SRAMLow-byteDataMaskSRAM_WE_N,/SRAMWriteEnableSRAM_CE_N,/SRAMChipEnableSRAM_OE_N,/SRAMOutputEnable/USBJTAGlink/TDI,/CPLD-FPGA(Datain)TCK,/CPLD-FPGA(Clock)TCS,/CPLD-FPGA(CS)TDO,/FPGA-CPLD(Dataout)/EthernetInterface/ENET_DATA,/DM900

22、0ADATAbus16BitsENET_CMD,/DM9000ACommand/DataSelect,0=Command,1=DataENET_CS_N,/DM9000AChipSelectENET_WR_N,/DM9000AWriteENET_RD_N,/DM9000AReadENET_RST_N,/DM9000AResetENET_INT,/DM9000AInterruptENET_CLK/,/DM9000AClock25MHz文件中其它的部分与上些部分无关的代码去掉。在生成的DE2_lab.v文件中把，把顶层模块DE2_lab复制到DE2_uClinux.v中修改如下DE2_lab1de2(/1)globalsignals:.clk(CPU_CLK),.reset_n(CPU_RESET),/the_button_pio.in_port_to_the_button_pio(KEY),/the_dm9000a .cmd_to_the_dm9000(cmd_dm9000), .cs_n_to_the_