一、創建工程

接著一路next

二、系統設計

• 打開platform designer
• 啟動 Qsys 后，點擊 File —> save，在文件名中填寫為 kernel，后點擊 OK
  
• 鼠標放在 clk_0 處點擊右鍵 Edit 或是雙擊 clk_0 元件，對 Clock 進行時鐘設置，設為為 50M
  
• 添加 CPU 和外圍器件

1. 在 “component library” 標簽欄中找到 “Nios II Processor” 后點擊 Add

- 在 Nios Core 欄中選擇 Nios II/f 選項，其他保持默認選項
- 將 nios2_qsys_0 重命名為 cpu，點擊 ”Rename” 即可重新命名
- 將 cpu 的 clk 和 reste_n 分別與系統時鐘 clk_0 的 clk 和 clk_reset 相連

2. 在 ”Component Library” 標簽欄中的查找窗口輸入 jtag 找到 ”JTAG UART ”，然后點擊 Add

- 在 ”Name” 列中將 jtag_uart_0 重命名為 jtag_uart。
- 連線，進行 clk、reset 以及 master-slave 的連線，進行中斷 irq 連線

3. 添加片上存儲器 On-Chip Memory(RAM)核

在左側 ”Component Library” 標簽欄中的查找窗口輸入 On Chip 找到 ”On-Chip Memory(RAM or ROM)” 后點擊 Add，修改size如圖中的大小。
- 將 onchip_memory2_0 改名為 onchip_ram
- 進行時鐘、數據端口、指令端口的連接

4. 查找窗口輸入 pio 找到 ”PIO” 后點擊Add

確定以下選項：Width 為 8bits，Direction 選擇 output，其余選項保持默認，點擊Finish。

- 返回 ”System Contents” 標簽欄可以看到新加入的 ”PIO” 核。在 ”Name” 列中將pio_0 改名為 pio_led。并在在 Export 欄處雙擊，把輸出口引出來，并命名為 out_led。
- 進行時鐘、數據端口、指令端口的連接

5. 添加片 System ID Peripheral 核

• 在左側 ”Component Library” 標簽欄中的查找窗口輸入 sys 找到 ” System ID Peripheral” 后點擊 Add，保持默認選項，單擊 Finish。
• 將 sysid_qsys_0 改名為 sysid
• 進行時鐘、數據端口的連接
  
  所有的連線如圖所示
  

6. 后續工作

• 基地址分配：點擊 Qsys 主界面菜單欄中的 ”System” 下的 ”Assign Base Addresses”。
  
• 分配中斷號：在 ”IRQ” 標簽欄下點選 ”Avalon_jtag_slave” 和 IRQ 的連接點就會為 ”jtag_uart” 核添加一個值為 0 的中斷號。
  
• 指定 NIos II 的復位和異常地址：從 ”System Contents” 標簽欄雙擊建立好的 cpu 進入 Nios II Processor 的配置界面，配置 Reset Vector 和 Exception Vector 為 ”onchip_ram.s1”，點擊 Finish。
  
• 點擊 Qsys 主界面菜單欄中的 ”System” 下的 ”Create Global Reset Network”。完成后會自動連接所有復位端口
• 生成 Qsys 系統：點選 ”Generation HDL” 標簽欄中 Generate 按鈕生成 Qsys 系統

• 在 Quartus-II 中新建一個原理圖，然后在該原理圖(BDF)文件中添加 Qsys 生成的系統符號
  
• 點擊 Assignments-Settings，添加 kernel.qip 文件
  
• 進行邏輯連接和生成管腳，在 kernel 模塊內點擊鼠標右鍵選取 Generate Pin for Symbol Ports 生成管腳
  
• 菜單里選擇 Assignments-device，然后如下圖所示點擊 Device pin options
  
• 進行 unused pin 設置，可能會收到外部信號的干擾，將未用引腳設置為 As
  
• 編譯工程
• 綁定引腳
  
  完成后關閉 Pin Planner,回到 Quartus Prime 主界面后再次編譯項目。

三、基于NIOS-II軟核流水燈實現

1. 在 Quartus-II 界面，點擊Tools，然后點擊 Nios II Software Build Tools for Eclipse 打開 Nios II SBT for Eclipse
2. 啟動 Workspace 選擇當前的項目目錄，點 OK
3. 創建工程
   
   在 ”SOPC Information File name” 窗口中選擇 kernel.sopcinfo 文件，以便將生成硬件配置信息和軟件應用關聯，CPU 欄會自動選擇”CPU”。在 ”Project name” 輸入 ”helloWorld” ，Project template選擇 Hello World。
   

• 將 hello_world.c 中的程序修改為流水燈控制程序

#include "system.h"
#include "altera_avalon_pio_regs.h"
#include "alt_types.h"
const alt_u8
led_data[8]={0x01,0x03,0x07,0x0F,0x1F,0x3F,0x7F,0xFF};
int main (void) {int count=0;alt_u8 led;volatile int i;while (1){if (count==7){count=0;}else{count++;}led=led_data[count];IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(PIO_LED_BASE, led);i = 0;while (i<500000)i++;}return 0;
}

右鍵單擊項目名稱，在彈出的菜單中選擇 Build Project

四、運行流水燈項目

• 啟動下載硬件代碼
• 運行/調試程序，在菜單欄中選擇 Run →Run Configurations
• 配置 Run Configurations，轉到 ”Target Connection” 標簽欄，點擊右側的 Refresh Connections 將 USB-Blaster 加入
  
• 運行結果

五、串口通信

實現DE2-115開發板串口輸出“Hello Nios-II”字符到筆記本電腦

只需要在這個項目的基礎上修改hello_world.c中的代碼，改為

#include "system.h"
#include "altera_avalon_pio_regs.h"
#include "alt_types.h"
#include "stdio.h"
const alt_u8
led_data[8]={0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20,0x40,0x80};
int main (void)
{int count=0;alt_u8 led;volatile int i;while (1){ if (count==7){count=0;}else{count++;}led=led_data[count];IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(PIO_LED_BASE, led);i = 0;printf("Hello Nios-II\n");while (i<500000)i++;}return 0;
}

再按照之前的方法燒錄運行即可
運行結果：

六、參考文章

軟核燒錄時遇到報錯參考的這篇文章：
鏈接: NIOS Ⅱ開發常見問題