NIOS2随笔——自定义IP（DPRAM）

AVALON总线分类

在QSYS下，一个简单的组件包含了许多接口，它们实现了不同的功能，大致有下面几种：

Avalon-MM

Avalon-ST

Avalon Conduit

Avalon-TC

Avalon Interrupt

Avalon Clock.

这些标准是开源的，不需要license就可以开发使用。下图是一个总线应用的示意图：

2. AVALON MM总线

这里以AVALON MM为例，设计一个用户自定义的DPRAM组件，并用DMA方式将DPRAM PORTB中的数据搬移到内存SDRAM/DDR2中。下面接口定义是AVALON MM SLAVE总线的信号，具体时序在Avalon Interface Specifications中有详细描述。

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//avalon MM slave
input avs_clk,
input avs_reset_n,
input avs_chipselect_n,
input [7:0] avs_address,
input [3:0] avs_byteenable,
input avs_write,
input [31 :0] avs_writedata,
input avs_read,
output avs_readdatavalid,
output [31 :0] avs_readdata

3. Qsys中添加自定义组件

1) 新建组件

2）添加文件

3) 信号设置

4) 接口时序

4. FPGA逻辑代码

下面是用户自定义的DPRAM的Verilog代码：

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//file name:       vid_dpram.v
//author:           shugen.yin
//date:             2016.8.15
//function:         user dpram for Qsys
//log: 
 
module vid_dpram(

    //user port

    input inclock,

    input [7:0] data,

    input data_valid,

    input vid_vsync,

     

    //avalon MM slave

    input avs_clk,

    input avs_reset_n,

    input avs_chipselect_n,

    input [7:0] avs_address,

    input [3:0] avs_byteenable,

    input avs_write,

    input [31 :0] avs_writedata,

    input avs_read,

    output avs_readdatavalid,

    output [31 :0] avs_readdata
);
 
parameter VID_WIDTH = 640;
 
 
reg avs_readdatavalid_r0;
reg avs_readdatavalid_r1;
 
reg [9:0] wraddress_0;
reg [9:0] wraddress_1;
 
reg rdaddress_high_bit;
reg wraddress_high_bit;
 
wire [10:0] wraddress;
 
wire [8:0] rdaddress;

assign rdaddress = (avs_chipselect_n==1'b0)?{1'b0,avs_address[7:0]}:0;

     
 
wire rden;
assign rden = avs_read & ~avs_chipselect_n;   

     
dpram_01    dpram_01_inst (

    .data ( data ),

    .wrclock ( inclock ),

    .rdclock ( avs_clk ),

    .rden   (rden),

    .rdaddress ( rdaddress ),        //input [8:0]  rdaddress;

    .wraddress ( wraddress ),        //input [10:0]  wraddress;

    .wren (1'b0 ),

    .q ( avs_readdata )

    );
 
 
endmodule

dpram的PORT B端用HEX文件初始化(511~0循环递减)：

5. NIOS2 源代码

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#include <stdio.h>
#include <sys/unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/alt_irq.h>
#include "system.h"
#include "alt_types.h"
#include "altera_avalon_dma_regs.h"
#include "sys/alt_dma.h"
#include <sys/alt_cache.h>
 
 
#define DAT_LEN 640
 

unsigned int buffer0[DAT_LEN/4];

unsigned int *point=VID_DPRAM_0_BASE;
 

static void DMA_Init(void); //初始化DMA

unsigned int dma_end_flag = 0;
 
alt_dma_txchan tx;
alt_dma_rxchan rx;
 

void dma_done()
{

    dma_end_flag++;
}
 

static void DMA_Init(void)
{

    tx = alt_dma_txchan_open("/dev/dma_0");
 

    if(tx != NULL)

    {

        printf("DMA transition start\n");

    }
 

    alt_dma_txchan_ioctl(tx,ALT_DMA_SET_MODE_32,NULL);
 

    //point是源地址、传输数据块长度是DAT_LEN

    alt_dma_txchan_send(tx, point, DAT_LEN, NULL, NULL);
 

    rx = alt_dma_rxchan_open("/dev/dma_0");
 

    alt_dma_rxchan_ioctl(rx,ALT_DMA_SET_MODE_32,NULL);
 

    //buffer0是目标地址、传输数据块长度是DAT_LEN、dma_done()是DMA完成后被调用的回调函数

    alt_dma_rxchan_prepare(rx, buffer0 , DAT_LEN, dma_done, NULL);
}
 
 

int main()
{

    int i;
 

    for(i=0;i<DAT_LEN/4;i++)

        buffer0[i] = 0;
 
//  alt_dcache_flush_all(); //if the nios2 core uses the cache
 

    DMA_Init();

    //等待中断结束，说明传输完成

    while(dma_end_flag == 0);
 

    alt_dma_txchan_close(tx);

    alt_dma_rxchan_close(rx);
 

    printf("\n============start===========\n");

     

    //打印接收地址的数据

    for(i=0;i<DAT_LEN/4;i++)

    {

        printf("buffer0[%d]=%d\t",i,buffer0[i]);

    }
 

    printf("\n=============end===========\n");
 

    return 0;
}

6. 运行结果

本文转自 shugenyin 51CTO博客，原文链接:http://blog.51cto.com/shugenyin/1839613

NIOS2随笔——自定义IP（DPRAM）

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