Hệ thống nhúng slide b4

data_master: kết nối với các chân slave của bộ nhớ và ngoại vi instruction_master: kết nối với slave của bộ nhớ Bộ nhớ on-chip 13:21:53... Bài 4 1513:21:53Đặt tên lại cho các Component:

1 Hệ thống nhúng trên DE-2.

2 Thiết kế phần cứng cho kit DE-2 dùng Qsys.

3 Tích hợp phần cứng vào Quartus Project.

4 Thiết kế phần mềm dùng Nios II Software.

5 Các ngoại vi cơ bản: công tắc nhấn, LCD, …

BÀI 4: THIẾT KẾ HỆ THỐNG

NHÚNG TRÊN KIT DE-2

1 Bài 4

13:15:17

13:15:17

Bài 4 5

CPU Nios II

13:21:53

clk, reset_n: nối với clk và reset của nguồn xung clock.

data_master: kết nối với các chân slave của bộ nhớ và ngoại vi

instruction_master: kết nối với slave của bộ nhớ

Bộ nhớ on-chip

13:21:53

Bài 4 7

Ngoại vi

13:21:53

clk: nối với clk của nguồn xung clock.

reset: nối với reset của nguồn xung clock

s1: kết nối với data của CPU Nios II.

external_connection: kết nối với các chân của kit DE-2

Kiểm tra

13:21:53

Bài 4 13

Nguồn xung clock có sẵn của hệ thống:

Bổ sung CPU Nios II:

- Double-click vào Nio II Processsor.

- Chọn Nios II core là Nios II/e.

- Nhấn Finish.

13:21:53

13:21:53

Bổ sung on-chip memory 32KB:

Bổ sung PIO input 2 bit (SW) và PIO output 8 bit (Led):

Bài 4 15

13:21:53Đặt tên lại cho các Component:

click chuột phải vào Component,

chọn Rename

13:21:53Kết nối các chân của các Component:

- Clk của clk_main với clk của các

- Instruction_master của CPU Nios II

với slave (s1) của memory (RAM) Back >>

Bài 4 17

13:21:53Gán địa chỉ cơ sở cho các thành phần:

Double-click vào CPU Nios II: chọn

Reset Vector và Exception Vector.

13:21:53

Double-click vào cột Export trên hàng external_connection của sw:

Tương tự cho component led:

Tích hợp vào Quartus Project

B1: Quay lại Quartus, chọn Project > Add/Remove Files in Project

B4: Trong cửa số Project

Navigator, chọn tab Files, nhấn

chuột phải vào file qip và chọn

Set as Top-Level Entity

Bài 4 23

13:21:53Kết quả sau khi biên dịch:

B6: Thực hiện gán chân trên kit DE-2:

- 2 SW: nối với 2 toggle switch SW0, SW1

- 8 Led: nối với 8 LEDR0 - 7

SW[0],PIN_N25SW[1],PIN_N26

LEDR[0],PIN_AE23LEDR[1],PIN_AF23LEDR[2],PIN_AB21LEDR[3],PIN_AC22LEDR[4],PIN_AD22LEDR[5],PIN_AD23LEDR[6],PIN_AD21LEDR[7],PIN_AC21CLOCK_50,PIN_N2

13:21:53

Gán chân bằng sơ đồ chân:

Xem sơ đồ chân tại (file DE2_pin_assigments.csv):

https://sites.google.com/site/phkkhanh/thuc-hanh/he-thong-nhung

B6.1: Chọn menu Assigments > Pin Planner

Bài 4 25

13:21:53

B6.2: Double-click vào cột Location và gán cho các chân trên kit DE-2:

SW[0],PIN_N25SW[1],PIN_N26

LEDR[0],PIN_AE23LEDR[1],PIN_AF23LEDR[2],PIN_AB21LEDR[3],PIN_AC22LEDR[4],PIN_AD22LEDR[5],PIN_AD23LEDR[6],PIN_AD21LEDR[7],PIN_AC21CLOCK_50,PIN_N2

Đóng cửa sổ Pin Planner

13:21:53

Gán chân bằng sơ đồ khối:

B6.1: Chọn menu File > New, chọn Block Diagram/Schematic File

Bài 4 27

13:21:53

B6.3: Trong khung Libraries, bấm vào Project và chọn tên tương ứng.

Nhấn chuột phải và chọn Generate Pins for Symbols Ports.

13:21:53

B6.4: Chọn File > Save để lưu sơ đồ và chọn Processing >

Start Compilation để biên dịch.

B6.5: Chọn menu Assignments > Import Assignments, chỉ

đến file DE2_pin_assignments.csv

B6.6: Gán chân, sau đó chọn File > Save để lưu và Set as Top-Level

Entity cho file bdf

Bài 4 29

13:21:53

B7: Thực hiện biên dịch lại (chọn menu Processing > Start Compilation).

B8: Nạp phần cứng

Chọn menu Tools > Programmer, bấm vào nút Hardware Setup ở góc

trên bên trái và chọn USB-Blaster.

Trong cửa sổ Programmer phải

có tên file sof (nếu chưa có thì

nhấn vào nút Add File để thêm

vào)

Gạt nút RUN / PROG trên kit

DE2 (nằm bên trái LCD) sang

RUN và nhấn vào Start để cấu

hình cho DE2

13:21:53

Xây dựng phần mềm

Chọn menu Tools > Nios II

Software Build Tools for Eclipse

Bài 4 31

13:21:53

Chọn Workspace, ví dụ như E:\Altera\Eclipse

Trong Eclipse, chọn menu File > New > Nios II Application and

BSP from Template

13:21:53

Trong SOPC Information File name, chọn file sopcinfo trong project Đặt

tên cho project, chọn Project Template là Hello World Nhấn Finish.

Bài 4 33

13:21:53

Chọn menu File > New > Nios II Application

Đặt tên Project, nhấn vào nút Browse (…) để chọn BSP Nhấn Finish

13:21:53

Nhấn chuột phải vào project đã tạo tại cửa sổ Project Explorer

Nhấn chuột phải vào project đã tạo tại cửa sổ Project Explorer,

chọn New > Source File

Bài 4 37

13:21:53Chọn tab Target Connection, nhấn vào System ID

Properties để kiểm tra trạng thái hệ thống (có thể Refresh

Connections trước).

13:21:53

Click chọn vào các check box Ignore mismatched system ID và

Ignore mismatched system timestamp

Nhấn Apply và sau đó nhấn Run.

SW_BASE: địa chỉ thiết bị, được đăttên khi thiết kế phần cứng (Qsys)

0: địa chỉ offset

IOWR(LED_BASE,0,0xFF): xuấtgiá trị 0xFF ra thiết bịngoại vi, địa chỉ LED_BASE

13:21:53

4.1 Viết mã lệnh theo yêu cầu:

- SW1 on: Led sáng dần từ LEDR[0] – LEDR[7], thời gian delay

là 300 ms (dùng hàm usleep để delay, vd: usleep(1000) delay

1 ms)

- SW0 off: dừng quá trình chạy Led

4.2 Thiết kế hệ thống nhúng mô phỏng đèn giao thông đơn giản: một

công tắc on/off toàn hệ thống, một công tắc chọn chế độ hoạt

động bình thường / đèn vàng nhấp nháy, 3 Led tương ứng Led

xanh, vàng và đỏ

Bài 4 41

13:21:53

Công tắc nhấn (pushbutton)

13:21:53

unsigned char push;

unsigned char push_check = 0;

unsigned char led[8] = {0x01, 0x03,

0x07 ,0x0F, 0x1F, 0x3F, 0x7F,0xFF};

if (push_check == 1)

{IOWR(LED_BASE,0,led[cnt]);

Thiết kế hệ thống nhúng mô phỏng một đồng hồ số đơn giản:

hiển thị giờ, phút, giây trên 6 Led 7 đoạn, một công tắc nhấn

chỉnh giờ, một công tắc nhấn chỉnh phút

1 Thiết kế phần cứng trên Qsys

2 Thiết kế sơ đồ chân hay sơ đồ khối trên Quartus

3 Viết phần mềm điều khiển

int i;

char line1[17] = “VIEN KT HUTECH \0";

char line2[15] = “BM DTU TR THONG \0";

for(i = 0; line1[i] != 0; i++){

- Nhấn KEY0: tăng giá trị xxx từ 123 – 456

- Nhấn KEY1: giảm giá trị yyy từ 456 – 123