Nios II：SOPC技术下的并行外设编程与PIO接口详解

本章节详细介绍了Nios_II_平台中的并行输入/输出（PIO）内核，它是SOPC（System-on-a-Chip）技术中一种常用的外设编程模块。Nios_II_的PIO内核为系统设计者提供了直接连接片内用户逻辑或片外设备的接口，支持如LED控制、开关数据获取、显示设备管理以及与ASSP等专用标准产品的交互。 每个PIO内核可配置多达32个I/O端口，CPU通过读写内存映射的寄存器来实现对这些端口的控制。这包括data、direction、interruptmask和edgecapture等四个核心寄存器。data寄存器用于数据的输入和输出，根据配置可以作为输入端口接收数据，或作为输出端口驱动数据。direction寄存器用于设置数据方向，当配置为双向模式时，可以控制数据流的方向。 在硬件配置中，不是所有寄存器都始终存在，对于不存在的寄存器，读取会返回未定义的值，而写入则无响应。这些寄存器的存在与否取决于具体的硬件配置。当pio端口直接连接到I/O管脚时，CPU可以通过写控制寄存器使管脚进入三态，以实现与外部设备的隔离。 当集成到SOPCBuilder生成的系统中，用户可以直接利用现成的PIO内核，其主要可见特性就是这些寄存器和I/O端口。此外，PIO内核还支持中断请求输出（IRQ），使得系统可以根据输入信号自动触发中断处理。通过灵活配置和使用PIO内核，开发者能够高效地实现各种I/O操作和系统控制功能，提升系统的可扩展性和灵活性。