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Nios II 中Flash的使用 [复制链接]

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楼主    admin 发表于: 2008-01-24 23:46:41 
在嵌入式系统中,Flash是最常用组件之一。许多使用过flash的朋友都了解,Flash的特点是“读来容易写来难”。通常,可以直接读出Flash的内容;但如果要写入数据,就要发送一长串命令,比如像:555 ,AA,2AA,55,555,A0 ,PA,PD就表示对PA地址写入数据PD,实际情况还要复杂一点,因为通常还要包含许多查询操作。
  哎呀,这真是好繁琐呀,有没有省力的方法呢?现在好了,NiosII的开发环境提供了对符合CFI标准的Flash的支持,使用几个简单的函数,就可以操作Flash,真是方便了许多。
  在这里,我粗略得介绍一下nios 中flash的使用;更加详细的帮助信息请您参考Altera公司提供的文档。如果本文能对您有一点点帮助,我都会感到非常高兴。
1 准备工作:
  在使用Flash之前,有几个准备工作要做:
开发板上至少要有一片符合CFI标准的Flash。
设计好对应目标板的Flash编程器(Flash Programmer)。
  下面我以本站设计的开发板ezNiosDKC6B为目标板,来介绍如何使用Flash,你可以举一反三,在自己的系统中使用Flash.
2 为SOPC系统中添加Flash接口:
双击在Memory中的Flash Memory(Common Flash Interface),即可为系统添加Flash接口。
对于ezNiosDK的用户,Address Width可以选择 20 Bits,Data Width 可以选择 16 Bits,这样总的容量是2M Bytes
[img]http://www.dzkf.cn/upimg/allimg/0711/1_15110210.JPG[/img]
Timing选项卡中,可以如下添写:
[img]http://www.dzkf.cn/upimg/allimg/0711/1_15110227.JPG[/img]
  完成后,选择Finish,即可为系统添加Flash接口。
增加三态总线桥。Flash 接口必须通过三态总线桥接到实际的芯片上。双击Bridges下的Avalon Tri-State Bridge,请按照下图设置,为系统增加三态总线桥。
[img]http://www.dzkf.cn/upimg/allimg/0711/1_15110241.JPG[/img]
为Flash接口分配引脚。
  注意,如果Data Width是16Bits,那么tri_state_bridge_0_address[0]不必接到Flash上,tri_state_bridge_0_address[1]对应Flash的A[0],tri_state_bridge_0_address[2]对应Flash的A[1],以此类推。
3 在Nios IDE中使用Flash编程器:
3-1 配置Component/Kit Library Search Path。
  目的是在系统中增加本站设计的Flash编程器目录,请把光盘CD1上的/Example/ezNiosC6 拷贝到您的电脑的硬盘上。比如,我把他放在h:/DB2005/project/niosDK/CD/CD1/Example/中,然后在Altera SOPC Builder中,选择File -> SOPC Builder Setup,增加如下搜索路径:+h:/DB2005/project/niosDK/CD/CD1/Example/ezNiosC6
  ezNiosC3的用户如下操作:请把光盘CD1上的/Example/ezNiosC3 拷贝到您的电脑的硬盘上。比如,我把他放在h:/DB2005/project/niosDK/CD/CD1/Example/中,然后在Altera SOPC Builder中,选择File -> SOPC Builder Setup,增加如下搜索路径:+h:/DB2005/project/niosDK/CD/CD1/Example/ezNiosC3
  并顺便检察Modelsim Directory是否正确:比如,我的是 g:/w2k/eda/fpga/altera/modeltech_6.0/win32
  然后,你需要关闭Altera SOPC Builder,然后再重新通过QuartusII的Tools ->SOPC Builder来开启SOPC Builder,这样上述修改才能生效。
[img]http://www.dzkf.cn/upimg/allimg/0711/1_15110342.JPG[/img]
  常见错误:有许多朋友往往在设置路径的时候,犯与下图类似的错误。错误在于第一个路径前面是不需要 + 号的!要去掉第一个路径前面的 + 号
[img]http://www.dzkf.cn/upimg/allimg/0711/1_15110358.JPG[/img]
3-2:使用Flash编程器。
我使用项目:ezC6Be_StdF50_zip_filesystem_0(在CD1ExampleezNiosC6BezC6Be_StdF50softwareezC6Be_StdF50_zip_filesystem_0下,请使用Nios IDE中的File-Import来导入这个项目),来说明如何使用Flash编程器。
  首先为系统上电,并连接好下载电缆。
  选择Tools -> Flash Programmer,启动 Flash 编程器
  选择New,可以看到增加了一个名为 ezC6Be_StdF50_zip_filesystem_0 programmer的flash 编程器
[img]http://www.dzkf.cn/upimg/allimg/0711/1_15110424.JPG[/img]
  选择Program software project into flash memory,然后选择Apply,在选择Program Flash,就启动了Flash 编程器!如果顺利的话,可以看到如下的提示:
[img]http://www.dzkf.cn/upimg/allimg/0711/1_15110440.JPG[/img]
如果看到如上提示,OK,小功告成,我们已经可以正常使用Flash编程器啦!
  下面我来介绍如何在程序中引用Flash。
  使用NiosII提供的系统函数,可以方便得使用Flash,免除了通常操作Flash 的繁琐,这对用户来说,真是方便多了。
  Altera 提供了两种类型的函数,提供给客户:Simple Flash Access(简单的Flash访问),以及Fine-Grained Flash Access(细粒度Flash访问)。
  一般情况下,我还是推荐使用Fine-Grained Flash Access(细粒度Flash访问)函数,比Simple Flash Access也复杂不了多少,但可以避免通常的跨块擦除问题。因为Flash是按照Block组织起来的,通常一次擦除一整个块。如果写Flash的地址于Flash块的组织结构不吻合,比如跨越了Flash块的边缘,那么可能会擦除掉其余的数据。比如,即使要写入1Byte,也要擦除掉4Kbyte,也许这4Kbyte里面还有许多有用的数据,就会被抹掉。
  我们下面介绍几个常用的函数,关于更详细的内容,请参考Altera提供的文档。
  首先介绍第一步:打开Flash,就像c程序打开硬盘中的数据文件一样,使用之前要打开Flash.我们使用alt_flash_open_dev()打开Flash,它返回一个句柄。比如,下面是使用这个函数的片断:
alt_flash_fd* fd;
fd = alt_flash_open_dev(EXT_FLASH_NAME);
其中,EXT_FLASH_NAME是预先定义的Flash的名字(#defineEXT_FLASH_NAME"/dev/ext_flash"),接下来的操作,都是通过该句柄:fd,来访问Flash的。
  读出Flash使用函数:alt_read_flash,原型如下:
int alt_read_flash( alt_flash_fd* fd,
int offset,
void* dest_addr,
int length )
  使用完了,也别忘记关闭该Flash,就象读写完硬盘中的数据文件后要关闭一样。其原型如下:
void alt_flash_close_dev(alt_flash_fd* fd )
  Fine-Grained Flash Access机制提供了如下几个函数:alt_get_flash_info(), alt_erase_flash_block(), alt_write_flash_block()。
  alt_get_flash_info()可以提取Flash的信息,比如包含几个区域,每个区域有几个块,每个块的大小等等。它的原型如下:
  int alt_get_flash_info( alt_flash_fd* fd,flash_region** info,int* number_of_regions)
比如,如下就是一个调用该函数的程序片断:
intret_code = 0;
intnumber_of_regions=0;
flash_region* regions;
ret_code = alt_get_flash_info(fd, ®ions, &number_of_regions
这里涉及到一个结构:flash_region,原型如下:
typedef struct flash_region
{int offset;/* Offset of this region from start of the flash */
int region_size;/* Size of this erase region */
int number_of_blocks;/* Number of blocks in this region */
int block_size;/* Size of each block in this erase region */
}flash_region;
擦除一个块使用函数:alt_flash_fd,函数原型如下:
int alt_erase_flash_block( alt_flash_fd* fd,int offset,int length)
写入一个块使用函数:alt_write_flash_block,函数原型如下:
int alt_write_flash_block( alt_flash_fd* fd,
int block_offset,
int data_offset,
const void *data,
int length)