Часть 1. Реализация процессорной системы на кристалле, загрузка и выполнение тестовой программы

1. Запустите приложение Altera Monitor Program (AMP) с помощью щелчка мыши по пиктограмме на рабочем столе.

2. Создайте новый проект в приложении AMP. Для этого в окне AMP щелкните по команде File приложения AMP. В появившемся меню выполните команду New Project. Появится окно New Project Wizard. Задайте в нем имя рабочей папки, в которой будет храниться проект и имя проекта. Папка предварительно должна быть создана. Для перехода к следующему окну нажмите Next.

3. В появившемся окне следует определить используемую процессорную систему. Для этого в поле Select a system щелкните мышью по значку раскрытия списка. В появившемся списке выберите строку «DE2-70 Media Computer». В случае если требуется сконфигурировать самостоятельно спроектированную процессорную систему, то следует выбрать строку Custom system.

4. В полях System Details появятся названия файла конфигурирования процессорной системы с расширением. ptf и файла прошивки кристалла с расширением. sof, в случае если в предыдущем пункте была выбрана заранее спроектированная процессорная система из предложенного списка. В случае использования специализированной процессорной системы эти поля следует заполнить самостоятельно. Для перехода к следующему окну нажмите кнопку Next.

5. В появившемся окне следует определить тип используемой программы. Для этого в поле Program Type в предложенном списке выберите тип Assembly Program. Установите галочку в поле Include sample program with the project для включения в следующее поле названий образцов программ. Выберите в этом поле программу Test Media Computer. Для перехода к следующему окну нажмите кнопку Next.

6. В следующем окне следует определить исходные файлы используемой программы. Если в предыдущем пункте была выбрана программа из предложенных образцов, то это поле будет заполнено автоматически. Если в предыдущем пункте не использовалась опция включения образцов программ, то в поле Source files следует добавить имена исходных файлов. Для этого можно использовать кнопку Add.. В случае выбора нескольких исходных файлов их компиляция будет выполняться в том же порядке, что и в списке, а результирующему исполняемому файлу будет присвоено имя первого файла в списке. В разделе Program Options в поле Start symbol следует указать имя метки начальной команды программы. Для перехода к следующему окну нажмите Next.

7. В появившемся окне следует определить параметры системы. Если используется один программатор, то поля Host Connection и Processor будут заполнены автоматически. В противном случае эти поля следует заполнить самостоятельно. В поле Terminal Device следует указать JTAG_UART. Это будет означать, что в качестве терминального устройства будет использоваться соответствующее окно AMP. Для перехода к следующему окну нажмите кнопку Next.

8. В следующем окне следует определить установки памяти процессорной системы. По умолчанию Reset vector address равен 0, а Exception vector address устанавливается равным 0х20. Если эти адреса должны быть изменены, то их следует задать при конфигурировании процессорной системы в SOPC Builder. Далее в разделе Memory options следует указать, какая память будет использоваться для хранения программ и данных. В поле. text sections следует задать память SDRAM/s1, в поле Start offset in device следует задать значение 0х400. Это значит, что сегмент кода будет размещен в динамической памяти, начиная со смещения 0х400. В поле. data sections также следует задать память SDRAM/s1, а в поле Start offset in device следует задать значение 0х400. В случае если использована одна и та же память для размещения сегмента кода и данных, сегмент данных будет размещен сразу после сегмента кода. Для завершения работы New Project Wizard нажмите кнопку Finish.

9. Если в предыдущих пунктах была определена процессорная система из предложенного списка, то появится окно, предлагающее выполнить загрузку процессорной системы в кристалл ПЛИС. В противном случае, для загрузки процессорной системы следует воспользоваться командой Programmer из меню Tools пакета Quartus II. Процесс конфигурирования кристалла сопровождается свечением голубого светодиода, а включение второго голубого светодиода означает успешное завершение процесса конфигурирования кристалла.

10. Для того чтобы загрузить программу в созданную процессорную систему, в основном окне AMP следует выполнить команду Actions > Compile & Load. Убедитесь, что в основном окне AMP появилась выбранная в пункте 5 программа. Причем желтым цветом будет выделена строка, помеченная меткой начала программы (_start). В нашем случае, это будет строка с адресом 0х400. Наблюдайте также, что значение PC в окне отображения и редактирования регистров будет равно 0х400.

11. Чтобы запустить программу выполните команду Actions > Continue или используйте пиктограмму на панели инструментов. Проверьте правильность выполнения программы.

Если была запущена программа Test Media Computer, то она выполняет следующее.

· Тестирует статическую память. Тестирование заключается в заполнении оперативной памяти значениями 0х55555555. Каждый цикл записи сопровождается считыванием записанной информации и сравнением с эталоном. Затем число-заполнитель меняется на инверсное значение, и цикл тестирования продолжается.

· Отображает бегущую строку на семисегментном дисплее. Если ошибок при тестировании статической памяти не обнаружено, то строка содержит слова " dE2" и " PASSEd". Если обнаружены ошибки, то выводится слово " Error".

· Включает мерцание зеленых светодиодов. Скорость мерцания светодиодов и прокрутки текста на семисегментных индикаторах регулируется прерываниями от таймера.

· Подключает переключатели к красным светодиодам.

· Обрабатывает прерывания от кнопок. Нажатие кнопки KEY1 увеличивает скорость прокрутки строки. Нажатие кнопки KEY2 снижает скорость, нажатие кнопки KEY3 - останавливает прокрутку.

· Тестирует порты расширения JP1, JP2, если установлены соответствующие перемычки.

· Принимает данные, вводимые в терминальное окно AMP, и отсылает их обратно, используя интерфейс JTAG UART, и дополнительно пересылает их в com-порт.

12. Остановите выполнение программы. Для этого выполните команду Actions > Stop или используйте пиктограмму на панели инструментов AMP. Перезапустите программу. Для этого выполните команду Actions > Restart или нажмите на пиктограмму на панели инструментов. Обратите внимание на то, что данная команда только изменяет значение счетчика команд на адрес начала программы. Убедитесь, что это произошло. Запустите программу.