NiosII嵌入式系统软件设计教程

"NiosII 嵌入式系统软件设计是一个关于SOPC（System on a Programmable Chip，可编程片上系统）入门教程，主要介绍如何进行NiosII嵌入式系统的软件构建和设计。内容包括软件工程的构成、Software Build Tools（SBT）的开发流程等关键知识点。" 在NiosII嵌入式系统软件设计中，一个完整的软件工程由多个组成部分构成，这些组件包括： 1. **源文件**：涵盖C（.c）、C++（.cpp, .cxx, .cc）、汇编（.s, .S）源代码文件，这些都是应用程序或驱动程序的主要编写语言。 2. **头文件**：.h文件用于包含定义和声明，使得不同源文件之间能够共享信息。 3. **BSP（Board Support Package）**：系统库包含了系统头文件如system.h，以及操作系统、硬件抽象层（HAL）、USOSII（一种实时操作系统）、软件包、文件系统、网络服务和图形库等。这些都是为了提供对硬件的访问和支持，以及实现特定功能。 4. **设备驱动**：如Altera_Avalon_UART（UART串口）、Altera_Avalon_SPI（SPI接口）、Altera_Avalon_timer（定时器），这些驱动程序允许软件与硬件交互。 5. **BootLoader**：引导加载程序，负责初始化系统并加载操作系统或应用程序到内存。 6. **链接文件**：如link.x和link.h，它们定义了链接过程的规则，影响最终生成的可执行文件的组织和布局。 7. **Newlib**：这是一个针对嵌入式系统的ANSI C库，提供了标准C库的功能。 在软件构建过程中，NiosII Software Build Tools起着至关重要的作用。与NiosII IDE不同，SBT从.SOPC（System Object Description File，系统对象描述文件）中获取硬件信息。具体步骤如下： 1. **创建软件工程**：在QuartusII工程的同一目录下创建一个名为“software”的文件夹，并在其中建立两个子文件夹：“APP”和“BSP”。将应用项目源文件和头文件放入“APP”文件夹。 2. **编译软件工程**： - 使用`nios2-bsp`命令创建BSP项目，这会生成Makefile，接着通过`make`命令来构建BSP项目。 - 运行`nios2-app-generate-makefile`命令为应用程序生成Makefile，然后再次运行`make`，完成应用程序的构建。 这个过程是NiosII嵌入式系统软件开发的基础，理解并熟练掌握这些步骤和工具，将有助于开发者有效地设计和调试嵌入式系统软件。NiosII作为一种灵活且可定制的软核处理器，广泛应用于各种嵌入式应用中，如工业控制、通信设备、消费电子等，因此，掌握其软件设计方法对于相关领域的工程师来说至关重要。