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实验五 uc/OS-II实时操作系统在Nios II中的运行一. 实验目的：了解在NIOSII中使用uc/OSII实时操作系统的基本方法。
二. 实验说明：uc/OS-II已经在世界范围内得到广泛的使用，包括手机、路由器、集线器、不间断电源、飞行器、医疗设备及工业控制等。
实际上，uc/OS-II已经通过了非常严格的测试，并且得到了美国航空航天管理局（FAA）的安全认证，可以用于飞机、航天器等与人性命攸关的控制系统中1。
因此，uc/OS-II在工业等实时性需求比较强的领域应用非常广泛，我们的学习套间提供了在NiosII系统中运行uc/OS-II的例子（“ucosII_test”），该例子定义了两个任务：Task1和Task2，两个任务交替执行。
例子虽然简单，但可以作为uc/OS-II在NiosII系统中运行的演示。
同学们可以参考NiosII的软件开发手册以及uc/OS-II的发明人——Jean J. Labrosse的著作“MicroC/OS-II The Real-Time Kernel”(Second Edition)的中译本《嵌入式实时操作系统uc/OS-II》（第二版，邵贝贝等译），研究和设计出功能更强、更符合实际应用的程序。
一、 参考前面的方法建立一个工程软件工程；二、 打开工程的.syslib工程属性，按下图所示修改编译属性：在“System Library Contents”的“RTOS:”下拉框选择“MicroC/OS-II”，以及右边的程序段都选择SDRAM，因为使用了操作系统，内部ram比较小会容不下，在这里我们选择SDRAM作为uc/OSII的运行环境。
MicroC/OS-II的各个选项的配置可以通过点击“RTOS Options…”按钮进行选择和配置，如下图所示：1《嵌入式实时操作系统uc/OS-II》（第二版）具体操作和配置按照需要和参考ALTERA的软件开发手册。
本例子采用默认配置。
注：为了保证对Altera公司的原始资料的支持和继承性，也考虑到大多数用户最初的开发工作都是在Altera的原厂开发板上进行的，因此，革新公司2C35核心板的设计中，SDRAM，FLASH，SRAM，网口芯片等基本外围器件和FPGA的电路结构同Altera公司原厂的2C35开发板保持一致。
Altera Nios Kits中所有的2C35 Nios系统（standard，full feature和low cost版本）都能在革新2C35核心板上运行，并经过了革新公司的测试和验证。
GEXIN 2C35 核心板 NiosⅡ系统运行uClinux操作系统示例本文档包含一个完整的示例，用以演示在GEXIN公司2C35核心板的NiosⅡ系统上，如何实现uClinux操作系统环境，以及在uClinux操作系统环境上开发用户应用程序。
在示例中，使用的是Microtronix公司负责维护和发行的NiosⅡ uClinux版本——Microtronix Nios II Linux Distribution V1.4，这个版本中，uClinux是2.6.11的内核，这也是目前在NiosⅡ上运行的最稳定的uClinux内核版本。
在NiosⅡ上实现uClinux操作系统环境主要包括两个部分，一是针对NiosⅡ处理器移植的uClinux内核，另一部分是一个包含基本系统工具和应用程序的根文件系统，文档首先介绍如何利用Microtronix公司的NiosⅡ uClinux发行包实现这一基本的操作系统环境。
然后介绍如何在这一环境下，开发用户的应用程序。
本文的示例按照如下的步骤进行：1．安装Microtronix NiosⅡ uClinux发行包2．建立uClinux内核3．建立uClinux文件系统4．运行并登陆uClinux操作系统5．建立并执行用户应用程序注：本示例演示硬件平台使用革新公司2C35核心板SOPC系统为Nios ⅡKits 附带的Example中，2C35 standard系统软件版本为Quartus5.0和Nios IDE5.0，Quartus软件的安装位置为C:\altera目录，如果您的软件安装在其他目录下，请将文档中所有C:\altera重新定向到您的软件安装目录。
软件架构能用到的linux基本的操作有：VirtualBox 共享设置一、VirtualBox在winxp下虚拟ubuntu在winxp下虚拟ubuntu，在ubuntu下访问win的共享文件夹时出现如下错误：/sbin/mount.vboxsf: mounting failed with the error: No such device1，若要使用共享文件夹功能，必须安装linux guest additions，安装增强功能，这一步得注意不然没戏2，lsmod | grep vboxvfs，确保加载了vboxvfs模块，若没有，使用sudo modprobe vboxvfs 加载3，新建一个文件夹，sudo mkdir /home/js/dxn4，sudo mount -t vboxsf xuni /home/js/dxn 即：sudo mount -t vboxsf “共享文件夹名” “虚拟机共享文件夹目录”5，cd /home/js/dxn中途可能出现错误yacc -d grammar.ymake: yacc：命令未找到make: *** [grammar.c] 错误 127需要安装yaccinux下是用flex和bison来分别代替lex和yacc的，安装直接使用命令：sudo apt-get install bisonLinux切换root用户问题命令模式下直接用su,然后输入密码就可以了，像ubuntu如果还没有为root设置密码的话，可以用第一个用户（它默认有权使用sudo命令）来设置密码，sudo passwd root。
添加路径： export PATH=$PATH:路径名检查路径： echo $PATH桌面有光驱图标，这是加载linux系统增强工具的软件，打开：里面有个autorun.sh然后打开，在终端中运行在终端中运行，输入密码，稍等片刻。
之后出现以下界面，回车退出，工具安装完成。
Builder/Nios II 编译过程中遇到的一些问题与解决方法 (I)couldn't read file "": no such file or directorysolution:From the Tools menu select Tcl Scripts, and then from the project folder choose the setup script for your particular development board, and click Run.下载时出现错误：Error: Can't configure device. Expected JTAG ID code 0x020010DD for device 1, but found JTAG ID code :SOPC所选器件和开发板上的不一致。
solution:提示LED_PIO_BASE没有声明，这是因为名字不一致引起的。
比如，在生成SOPC时，双击系统PIO(Parallel I/O)(在Avalon Modules -> Other下），为系统添加输出接口,你没有把该组件改名成LED_PIO,而是保留了原始的名字：PIO_0；但你又通过IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(LED_PIO_BASE, led); 来向该组件写入数据，就会导致上述错误。
解决办法：1.可以修改sopc系统，为该PIO改名为LED_PIO ;2.在的前面给LED_PIO_BASE赋值，如#define LED_PIO_BASE 0x00001800，后面的这个地址要与SOPC中的地址对应。
在Quartus II中,为什么编译一些样板工程都会出错?Error: DDR timing cannot be verified until project has been successfully compiled. Error: Evaluation of Tcl script unsuccessfulError: Quartus II Shell was unsuccessful. 2 errors,1 warningsolution:在做样板工程时要注意一个问题: Due to the library paths that are coded into the Quartus setting for this project, if a user wishes to modify the hardware design they must first strip out any old paths from within the project settings file (qsf)在qsf文件中找到类似语句 set_global_assignment-nameVHDL_FILE C:/megaCore/"这里的目录是初始的目录,把它改为正确的目录1在Nios II IDE编译时出现如下错误是怎么回事？Pausing target processor: not responding.Resetting and trying again: FAILEDLeaving target processor paused solution:以下是一位FAE的回答：1.关于USB-Blaster在Nios II IDE下载时会发生偶发性错误，这种现象主要是IDEsoftware与Nios II CPU透过USB-Blaster在做通讯时发生错误，若是确认FPG配置没有错误，连续发生错误的机率应该是相当的低，您只需要重新下载即可。
Quartus II 5.1程序安装Quartus II 5.1安装步骤如下：1、将Quartus II 5.1安装光盘插入机箱内，在我的电脑上打开光盘安装程序。
2、打开Quartus II 文件夹，如上图所示，选择Quartusii-51-pc文件，打开后如下图所示：3、选择Install.exe文件，打开，进入安装预选界面。
选择第一项stall Quartus IIand Related Software.4、进入安装欢迎界面，直接点击Next，进入下一步。
5、这一步选中四个复选框，只选中QuartusII5.1,将其他三个选项去掉，点击Next。
下一页，License Agreement界面：然后选择第一项选项I accept the terms of the license agreement ，点击Next进入下一步。
6、在此步骤中，在User Name和Company Name中输入用户名和机器名称，也可任意键入名称。
如下图所示：7、点击Next，进入如下界面：可直接选择界面所示默认路径C:\altera\quaters51，也可在Browse中浏览选择你想要存入的路径。
如下图所示。
点击Next进行下一步。
8、在Setup Type 界面中，选择第一项：Complete。
点击下一步。
在Select ProgramFolder界面，直接点击Next，出现设置信息的界面，如下图所示：直接点击Next，电脑开始进行安装。
安装等待界面如图示：9、等待大约15分钟后，安装完成，选择在桌面上建立快捷图标，如图示：选择“是（Y）”。
则在桌面上建立了一个Quartus II 5.1的软件快捷方式。
10、在桌面上的快捷图标上点击鼠标右键，选择“属性”选项，打开“快捷方式”选项卡，如下图示：在“目标”中按路径C:\altera\quaters51\bin\quartus.exe打开.exe文件,选择“查找目标”，点击“确定”，可打开Bin文件夹。
uClinux在Nios II嵌入式平台上的移植研究1. Nios II嵌入式处理器广告插播信息维库最新热卖芯片：74HCT244D UPC8106T-E3GL386SPW20N60C3EPM5032PC-20 LX8385-00CDD OP27FJ ACS4025S MPC603RRX200LC XC4008E-2PQ208CNios II是运行在FPGA上的五级流水线、单指令的RISC处理器，它专门针对Altera 的可编程逻辑器件及片上可编程的设计思想做了相应的优化。
作为一种可配置的精减的RISC处理器，它可以与用户自定义逻辑结合构成SOPC系统，并下载到Altera的可编程器件中。
32位的Nios II软核，结合外部闪存以及大容量存储器，可以构成一个功能强大的32位嵌入式处理器系统。
此外，利用Altera提供的IDE（Integrated development environment）开发工具可以方便的在调试模式下调试处理器，提高开发的速度。
作者使用Cyclone II版Nios II应用开发板NIOS-DEVKIT-2C35作为移植实现的平台，开发板主要包括Cyclone II EP2C35器件、EPM7128AE CPLD配置控制逻辑、存储器、串行配置连接器、FPGA和CPLD的JTAG接口等。
2. 移植2.1. uClinux嵌入式操作系统uClinux是Linux的一个嵌入式版本，它经过小型化改造，形成了一个高度优化、代码紧凑的嵌入式Linux，并保留了Linux的大多数优点。
最新的2.6版本在内核主体中加入了提高中断性能和调度响应时间的改进，其中有三个最显著的改进：采用可抢占内核、更加有效的调度算法以及同步性的提高。
2.1.1. uClinux操作系统的移植uClinux源代码绝大部分都是使用的C语言，只有那些直接与处理其硬件相关的代码如开关CPU中断等操作才采用汇编语言编写，因此uClinux具有很好的移植性。
NiosII软件模块规划一．概述。
由于本软件采用uCLinux嵌入式操作系统，所以各功能模块采用独立的线程实现其模块功能。
线程间通信采用邮箱或全局结构变量，线程同步、临界资源保护采用信号量。
整个软件主要包括以下模块：1，主启动模块；2，本地模块3，远程通讯模块4，告警模块5，输入输出模块6，存储处理模块二．各模块的主要功能实现和全局结构变量介绍1．主启动模块：程序入口点，负责初始化所有数据，启动其他各线程模块，并不断做数据合法性检查，若有异常，则复位CPU，其实现大体如下：void AppStartTask (void *p_arg){(void)p_arg;LED_ON_OFF(FALSE,COM_LED);LED_ON_OFF(TRUE,COM_LED);#if OS_TASK_STA T_EN > 0OSStatInit(); /* Determine CPU capacity */#endifLED_ON_OFF(FALSE,COM_LED);LED_ON_OFF(TRUE,COM_LED);GetLastReset();LED_ON_OFF(FALSE,COM_LED);LED_ON_OFF(TRUE,COM_LED);WatchDogInit();LED_ON_OFF(FALSE,COM_LED);LED_ON_OFF(TRUE,COM_LED);InitAllData(); //==== by szd 2006-03-09Init_Tasks(); //==== by szd 2005-10-10OSTimeDlyHMSM(0, 0, 0, 1);mWDT.en_dog_Start = TRUE;while (TRUE){mWDT.dog_Start = CLEAR_DOG;OSTimeDlyHMSM(0, 0, 0, 500);mWDT.dog_Start = CLEAR_DOG;////For LCD_Task Function#if (STORE_ENABLE > 0)Get2Str4RT(RealTime.GetTime);#endifmWDT.dog_Start = CLEAR_DOG;CheckSram();}}2．本地模块本地通信模块负责把串口接收的协议按直连协议解包，设置入相应的数据结构，或是从数据结构中读出。
niosII 硬件架构在开始之前，我总是想多说点，因为看了很多的教程，中间也很辛酸，要达到无师自通的境界，在这种领域有些困难，每每遇到问题，总是喜欢百度一下，当找不到符合自己的情况的时候才是最头疼的时候，我们有点懒，有点想走捷径~~~做做笔记，同时也做做教程，在摩尔定律走不下去的时候，我们就会想起FPGA，我们乐此不疲，因为前途无量，当我们轻车熟路，请不要忘了给我们经验的前辈，同时有好的经验的时候，写写教程，小则帮助一二像我们一样的人，大则为中国的科技兴国做做贡献，无所求，只为心里踏实。
这个教程分两部分，一个是硬件架构，另一个是软件架构，不免会有错误，希望指正，所需硬件要求：cpu包含硬件乘法器，timer，串口，至少8M SDRAMusb blaster , pc一台所需软件要求：此番硬件架构大体分为以下内容：1.建立quartusII 工程。
2.利用sopc 工具搭建niosII软核处理器。
3.建立锁相环。
4.编译工程，分配引脚，重新编译。
5.提取所需的ptf文件。
1.建立工程：选择File -> New Project Wizard...会点英文的，或者是用过别的软件的都会知道，wizard是向导的意思，我们就喜欢向导，因为它会给我们剩下很多工作。
这个不用管它，点next，向下。
这个对话框就有用啦，看第一行，翻译过来就是你要把工程放到哪个文件夹下，然后点"..."选吧，选择你要放的位置，但是我要提醒一点就是，因为这是个外国人用的软件，它的路径里不能有中文，否则当你用niosII IDE软件的时候会有莫名奇妙的错误，这个就是我的经验，免费告诉大家啦。
我设置的路径是D:\quartus_pro\uclinux_nios2，然后点击：打开。
看第二个框。
工程名字，这次的有点特殊了，我们要同时看看第三个框了，第三个是顶层实体的名字，如果知道硬件描述语言，那么肯定会明白我说的意思，这里的工程名字必须和顶层实体的名字相同，我在工程名字填上uclinux_nios2。
移植全进程咱们采用的方式，是在windows下进行sopc builder的设计，在linux进行uclinux 的内核的编译，和交叉编译环境的成立。
从而产生uClinux的镜像文件（机械码流）。
需要准备的文件：A、交叉编译环境的linux安装文件，可以是其他格式的)。
B、uclinux-dist（uclinux内核文件，可以是别的版本）C、目前没有明白为何要有这个文件，没有还不行)一：交叉编译环境的成立一、把放在目录：/usr/local/src里面，将解压进/opt/nios2目录下（这个默许的，不用进行目录操作）[root@localhost src]# tar -jxvf -C /二、设定交叉编译器的路径：[root@localhost src]# vi ~/.bash_profile修改bash_profile的內容如下所示，加上/opt/nios2/bin路径# .bash_profile# Get the aliases and functionsif [ -f ~/.bashrc ]; then. ~/.bashrcfi# User specific environment and startup programsPATH=$PATH:$HOME/bin:/opt/nios2/binexport PATHunset USERNAME3、执行下面一条命令，使设置的路径有效[root@localhost src]# source ~/.bash_profile注：这里你可以进行一下测试。
看看你的交叉编译环境是不是已经建成，也可以略过不做。
方式：[root@localhost src]# nios2-linux-uclibc-gcc –v1、Reading specs from /opt/nios2/lib/gcc/nios2-linux-uclibc3.4.61.9Gtf文件对应的.sof文件和生成的镜像文件zImage一路放在\altera\72\nios2eds\examples下。
