HPS基本概念及其设计

　　DE1-SOC开发版上的FPGA在一个基于ARM的用户定制系统(SOC）中集成了分立处理器（HPS)、FPGA和数字信号处理（DSP）功能。HPS是基于ARM cortex-A9双核处理器，具有丰富的外设和存储接口（DDR2/3)等。 HPS 和 FPGA 不仅能够独立工作，也能通过高性 能 AXI 总线桥接实现高速宽带行数据通信，这个总线是双向的，HPS 总线主机能够通过 HPS 至 FPGA 桥接访问 FPGA 架构中的总线及其外设。所有桥接兼容 AXI-3/4， 支持同时读写操作，同样的，FPGA 架构中的总线主机能够通过 FPGA 至 HPS 桥接访问 HPS 总线及其外设。基本架构如下：

1、本文学习目的

• 建立一个 SoC based FPGA hardware 系统 
• HPS 组件在 Qsys 内的设定（based on DE1-SoC board） 
• FPGA avmm 外设和 HPS 桥接 
• 生成 Preloader 和 Device Tree（based on DE1-SoC board） 
• 编译 linux 应用程序  Linux 下控制 HPS 的外设 
• HPS 总线到 FPGA 总线的 Address Mapping 
• HPS 控制 FPGA 端的 LED（based on DE1-SoC board)

2、基本设计流程

SoC FPGA 设计流程 基于 SoC 的 FPGA 嵌入式系统硬件与软件的开发流程如图所示。

　　首先要基于 Qsys 规划系统需要的外设，包括 HPS 与 FPGA 各自的接口。HPS 外设只需要根据 DE1-SoC 硬 件属性进行设定即可，FPGA 外设依旧是通过 IP 模块的方式添加。然后建立各个模块间 的连接（时钟，复位，总线），最后产生出硬件与软件开发各自所需的档案

• 硬件开发和以往传统的基于 NiosII 的 FPGA 设计流程相同，使用 Quartus 加入 Qsys 以 及用户逻辑，然后设定 FPGA 管脚分配，最后综合编译产生 .sof 编程档案。
• 软件的开发则通过 Altera 的 SoCEDS 开发工具将 Qsys 所做的 HPS 硬件设定转换成产生 Preloader、uboot 和 Device Tree 所需的输入文件。这些文件可以协助 HPS 在 DE1-SoC 上运行 embedded linux system，linux 内核解析需要挂载硬件外设并完成 boot。然后 开发基于 linux 操作系统的应用程序并在 DE1-SoC 上运行。应用程序可以实现 HPS 和 FPGA 协同工作完成定制化设计。

3、boot sd card制作流程

　　一般从系统设计开始到生成boot linux操作系统SD Card，其所需要的软件工具与生成档案如下：

下图说明了GSRD的完整构建流程。

下表显示了构建流程中使用的工具：

工具	描述	部分
Quartus II	创建，编辑和编译FPGA硬件设计	ACDS
设备树生成器	生成设备树	SoC EDS
设备树编译器	在设备树文件格式之间转换
预加载器生成器	根据硬件切换信息生成Preloader源代码
ARM DS-5 AE	软件开发套件
BitBake的	Yocto建立实用程序	Yocto源包
SD卡脚本	创建SD卡图像的脚本

下表显示了构建过程中的输入文件：

文件	描述
Quartus项目	FPGA硬件项目源代码
Board XML文件	描述开发板的文件，用于创建设备树
Yocto食谱	用于构建Linux可交付成果的Yocto配方
Web服务器文件	在板上运行的Web服务器所需的其他文件

下表描述了构建流程图中的其余项目：

文件	描述
.sof	SRAM目标文件 - FPGA编程文件，由编译FPGA硬件项目产生
.rbf	原始二进制文件 - 压缩FPGA编程文件
.dts	设备树源 - 用于描述Linux内核的硬件
.dtb	设备树二进制 - .dts的二进制表示
.sopcinfo	SOPC信息文件 - 包含设备树生成器要使用的硬件的描述
.svd	系统视图描述文件 - 描述DS-5调试器的硬件
不可触摸	包含Preloader Generator要使用的硬件描述的文件夹

4、搭建Qsys系统

　　下面开启Qsys工程，了解HPS的组件设定。

1、创建Qsys工程

　　Qsys工程的创建过程不是这里的重点，了解创建过程可以参考文章完整的SOPC开发流程体验，这里直接打开官方培训给的工程（提取码dhgv，不要放到中文路径下）

　　进入de1_soc_training\de1_soc_training\lab\HW\DE1_SoC_GHRD，双击soc_system.qpf打开工程

　　点击Qsys打开Qsys工具，打开.qsys系统，可以看到里面已经包含了HPS等组件

2、配置HPS系统

　　HPS内包含了双核的ARM Cortex A9处理器外，还由许多内建外设可以使用。

　　下面对其进行配置，点击hpc_0打开HPS配置窗口，可以看到如下配置界面，HPS属性有FPGA Interfaces、PeripheralPin Multiplexing、HPS Clock和SDRAM四个配置栏。

　　在FPGA Interfaces选项栏下，在general下的选项是配置使能基本的接口和信号，配置AXI Bridges参数

　　AXI Bridges可以配置3个AXI Bridges的数据宽度

　　FPGA to HPS SDRAM Interface下可以增减FPGA to HPS SDRAM的接口数目

　　Resets可以配置系统的Reset信号

　　DMA Peripheral Request使能以及中断使能

　　HPS-to-FPGA使能外围设备。

在Peripheral Pin Multiplexing选项栏下，可以通过选项来启动HPS的外围设备。

　　可以看到每一个外设都有一个pin选项，这是因为HPS I/O如果对照DE1-SOC的原理图，可以发现HPS的管脚是复用的，这个就需要对照着原理图进行配置。可以参照友晶DE-SOC开发板的user manual

　　在这个设定页最底下也提供了Peripherals Mux Table，可以帮助用户检验整个HPS外设I/O pin multiplexing设定的状态，看看是否有冲突。表内，若管脚名被标注为粗体，就代表此管脚一杯设定。

在HPS Clocks选项卡，可以设置使能 HPS to FPGA和FPGA to HPS之间的时钟及其频率.17.0软件中Cyclone V 器件MPU 默认时钟为925Mhz,而13.1版为800M。这里编译不改变MPU的Clock,所以去掉use default MPU clock frequency选项！不用改其他的选项，Clock即为800MHz。重新generate 关闭就好了。使用Quarut编译编译完成后会有hps_isw_handoff中的文件会更新，这些文件时连接HPS硬件配置与preloaderr软 件接口文件。

在SDRAM选项卡里，你可以配置HPS的外部存储器接口参数。

　　这里只做简单介绍采用默认配置，实际工程中根据需求进行配置。

3、添加并配置组件

　　接下来，就是根据需求在Qsys里加入组件并与HPS连接。这里用LED进行举例。

1、组件添加与配置

　　　首先添加LED PIO component，在IP catalog中搜索PIO,选中PIO，双击添加组件

　　添加过程需要对组件进行配置，因为是10个LED,所以配置如下：

　　点击finish后，在Qsys里就可以看到添加的组件。此时还有报错，这是应为没进行连接。

2、组件重命名

　　为了便于区分不同IO的作用，此处需要对组件重命名，选中PIO->右键->选择rename（或者选中CTRL+R）

　　然后，双击extern_connection的Export栏,引出LED的外部线，将其重命名为led_pio_external_connection

同理添加四个input按键

3、组件连线

将组件按如下方式连线

可以通过如下方法连接，，右键led_pio组件下的clk信号，选择要来连接的信号，依次相连即可。

其中需要注意的是在button_pio中，因为是输入，会有中断优先极设置，其连线如下

设置优先等级，选择IRQ列，分配IRQ优先级，这里设为1

4、基地址设置

　　将led_pio的基地址修改为0x01_0040,将button_pio 的基地址基地址修改为0x01_00C0地址分配参照下图。

关于地址还有一个需要理解的（来自WS_2_Linux_Kernel_Introduction_Workshop）：

并点击锁定图标锁定基地址，如图所示

至此，整个组件已经添加完毕，完整系统连接如图所示。

点击generate hdl进行编译保存即可。

4、搭建Qsys系统

当 Qsys 生成完后，会产生出许多可以被 Quartus II 编译合成的 HDL（verilog） 文档，一般位于以qsys文件名命名的文件夹内。这些文件需要先被增添入Quartus II 工程内。我们可以通过增加 .qip 这个描述所有文件位置的目录档案完成所有 include 文档的包含。

 如图所示在 Quartus II 下选择 Assignments => Settings

　　然后在（<你的路径>\de1_soc_training\de1_soc_training\lab\HW\DE1_SoC_GHRD\soc_system\synthesis）添加.qip文件

使用同样的方法，将文件夹（<你的路径>\de1_soc_training\de1_soc_training\lab\HW\DE1_SoC_GHRD）下的时序约束文件soc_system_timing.sdc加入到项目中

点击apply后，回到quartus ii界面，在project Navigator中，双击ghrd_top

可以开ghrd_top.v文件，找到soc_system u0，在期内加入led_pio和button_pio对应的instance输入LED以及Button的外部接口声明信号。

.led_pio_external_connection_export (LEDR),
.button_pio_external_connection_export (KEY),

　加入后的程序如下：

// Copyright (c) 2013 by Terasic Technologies Inc.
// ============================================================================
//
// Permission:
//
//   Terasic grants permission to use and modify this code for use
//   in synthesis for all Terasic Development Boards and Altera Development
//   Kits made by Terasic.  Other use of this code, including the selling
//   ,duplication, or modification of any portion is strictly prohibited.
//
// Disclaimer:
//
//   This VHDL/Verilog or C/C++ source code is intended as a design reference
//   which illustrates how these types of functions can be implemented.
//   It is the user's responsibility to verify their design for
//   consistency and functionality through the use of formal
//   verification methods.  Terasic provides no warranty regarding the use
//   or functionality of this code.
//
// ============================================================================
//
//  Terasic Technologies Inc
//  9F., No.176, Sec.2, Gongdao 5th Rd, East Dist, Hsinchu City, 30070. Taiwan
//
//
//                     web: http://www.terasic.com/
//                     email: support@terasic.com
//
// ============================================================================
//Date:  Mon Jun 17 20:35:29 2013
// ============================================================================

`define ENABLE_HPS
//`define ENABLE_USB

module ghrd_top(

      ///////// ADC /////////
      output             ADC_CS_n,
      output             ADC_DIN,
      input              ADC_DOUT,
      output             ADC_SCLK,

      ///////// AUD /////////
      input              AUD_ADCDAT,
      inout              AUD_ADCLRCK,
      inout              AUD_BCLK,
      output             AUD_DACDAT,
      inout              AUD_DACLRCK,
      output             AUD_XCK,

      ///////// CLOCK2 /////////
      input              CLOCK2_50,

      ///////// CLOCK3 /////////
      input              CLOCK3_50,

      ///////// CLOCK4 /////////
      input              CLOCK4_50,

      ///////// CLOCK /////////
      input              CLOCK_50,

      ///////// DRAM /////////
      output      [12:0] DRAM_ADDR,
      output      [1:0]  DRAM_BA,
      output             DRAM_CAS_n,
      output             DRAM_CKE,
      output             DRAM_CLK,
      output             DRAM_CS_N,
      inout       [15:0] DRAM_DQ,
      output             DRAM_LDQM,
      output             DRAM_RAS_N,
      output             DRAM_UDQM,
      output             DRAM_WE_N,

      ///////// FAN /////////
      output             FAN_CTRL,

      ///////// FPGA /////////
      output             FPGA_I2C_SCLK,
      inout              FPGA_I2C_SDAT,

      ///////// GPIO /////////
      inout       [35:0] GPIO_A,
      inout       [35:0] GPIO_B,

      ///////// HEX0 /////////
      output      [6:0]  HEX0,

      ///////// HEX1 /////////
      output      [6:0]  HEX1,

      ///////// HEX2 /////////
      output      [6:0]  HEX2,

      ///////// HEX3 /////////
      output      [6:0]  HEX3,

      ///////// HEX4 /////////
      output      [6:0]  HEX4,

      ///////// HEX5 /////////
      output      [6:0]  HEX5,

`ifdef ENABLE_HPS
      ///////// HPS /////////
//      input              HPS_CLOCK1_25,
//      input              HPS_CLOCK2_25,
      inout              HPS_CONV_USB_N,
      output      [14:0] HPS_DDR3_ADDR,
      output      [2:0]  HPS_DDR3_BA,
      output             HPS_DDR3_CAS_N,
      output             HPS_DDR3_CKE,
      output             HPS_DDR3_CK_N,
      output             HPS_DDR3_CK_P,
      output             HPS_DDR3_CS_N,
      output      [3:0]  HPS_DDR3_DM,
      inout       [31:0] HPS_DDR3_DQ,
      inout       [3:0]  HPS_DDR3_DQS_N,
      inout       [3:0]  HPS_DDR3_DQS_P,
      output             HPS_DDR3_ODT,
      output             HPS_DDR3_RAS_N,
      output             HPS_DDR3_RESET_N,
      input              HPS_DDR3_RZQ,
      output             HPS_DDR3_WE_N,
      output             HPS_ENET_GTX_CLK,
      inout              HPS_ENET_INT_N,
      output             HPS_ENET_MDC,
      inout              HPS_ENET_MDIO,
      input              HPS_ENET_RX_CLK,
      input       [3:0]  HPS_ENET_RX_DATA,
      input              HPS_ENET_RX_DV,
      output      [3:0]  HPS_ENET_TX_DATA,
      output             HPS_ENET_TX_EN,
      inout       [3:0]  HPS_FLASH_DATA,
      output             HPS_FLASH_DCLK,
      output             HPS_FLASH_NCSO,
      inout       [1:0]  HPS_GPIO,
      inout              HPS_GSENSOR_INT,
      inout              HPS_I2C1_SCLK,
      inout              HPS_I2C1_SDAT,
      inout              HPS_I2C2_SCLK,
      inout              HPS_I2C2_SDAT,
      inout              HPS_I2C_CONTROL,
      inout              HPS_KEY,
      inout              HPS_LED,
//      input              HPS_RESET_N,
      output             HPS_SD_CLK,
      inout              HPS_SD_CMD,
      inout       [3:0]  HPS_SD_DATA,
      output             HPS_SPIM_CLK,
      input              HPS_SPIM_MISO,
      output             HPS_SPIM_MOSI,
      inout              HPS_SPIM_SS,
      input              HPS_UART_RX,
      output             HPS_UART_TX,
      input              HPS_USB_CLKOUT,
      inout       [7:0]  HPS_USB_DATA,
      input              HPS_USB_DIR,
      input              HPS_USB_NXT,
      output             HPS_USB_STP,
//      output             HPS_WARM_RST_N,
`endif /*ENABLE_HPS*/

      ///////// IRDA /////////
      input              IRDA_RXD,
      output             IRDA_TXD,

      ///////// KEY /////////
      input       [3:0]  KEY,

      ///////// LEDR /////////
      output      [9:0]  LEDR,

      ///////// PS2 /////////
      inout              PS2_CLK,
      inout              PS2_CLK2,
      inout              PS2_DAT,
      inout              PS2_DAT2,

      ///////// SW /////////
      input       [9:0]  SW,

      ///////// TD /////////
      inout              TD_CLK27,
      output      [7:0]  TD_DATA,
      output             TD_HS,
      output             TD_RESET_N,
      output             TD_VS,

`ifdef ENABLE_USB
      ///////// USB /////////
      input              USB_B2_CLK,
      inout       [7:0]  USB_B2_DATA,
      output             USB_EMPTY,
      output             USB_FULL,
      input              USB_OE_N,
      input              USB_RD_N,
      input              USB_RESET_N,
      inout              USB_SCL,
      inout              USB_SDA,
      input              USB_WR_N,
`endif /*ENABLE_USB*/

      ///////// VGA /////////
      output             VGA_BLANK_N,
      output      [7:0]  VGA_B,
      output             VGA_CLK,
      output      [7:0]  VGA_G,
      output             VGA_HS,
      output      [7:0]  VGA_R,
      output             VGA_SYNC_N,
      output             VGA_VS
);

//=======================================================
//  REG/WIRE declarations
//=======================================================
wire  hps_fpga_reset_n;

//=======================================================
//  Structural coding
//=======================================================
soc_system u0 (
		  .clk_clk                               (CLOCK_50),                             //                clk.clk
		  .reset_reset_n                         (1'b1),                                 //                reset.reset_n
		  .led_pio_external_connection_export (LEDR),
		  .button_pio_external_connection_export (KEY),

	//HPS ddr3
		  .memory_mem_a                          ( HPS_DDR3_ADDR),                       //                memory.mem_a
        .memory_mem_ba                         ( HPS_DDR3_BA),                         //                .mem_ba
        .memory_mem_ck                         ( HPS_DDR3_CK_P),                       //                .mem_ck
        .memory_mem_ck_n                       ( HPS_DDR3_CK_N),                       //                .mem_ck_n
        .memory_mem_cke                        ( HPS_DDR3_CKE),                        //                .mem_cke
        .memory_mem_cs_n                       ( HPS_DDR3_CS_N),                       //                .mem_cs_n
        .memory_mem_ras_n                      ( HPS_DDR3_RAS_N),                      //                .mem_ras_n
        .memory_mem_cas_n                      ( HPS_DDR3_CAS_N),                      //                .mem_cas_n
        .memory_mem_we_n                       ( HPS_DDR3_WE_N),                       //                .mem_we_n
        .memory_mem_reset_n                    ( HPS_DDR3_RESET_N),                    //                .mem_reset_n
        .memory_mem_dq                         ( HPS_DDR3_DQ),                         //                .mem_dq
        .memory_mem_dqs                        ( HPS_DDR3_DQS_P),                      //                .mem_dqs
        .memory_mem_dqs_n                      ( HPS_DDR3_DQS_N),                      //                .mem_dqs_n
        .memory_mem_odt                        ( HPS_DDR3_ODT),                        //                .mem_odt
        .memory_mem_dm                         ( HPS_DDR3_DM),                         //                .mem_dm
        .memory_oct_rzqin                      ( HPS_DDR3_RZQ),                        //                .oct_rzqin
       //HPS ethernet
	     .hps_0_hps_io_hps_io_emac1_inst_TX_CLK ( HPS_ENET_GTX_CLK),       //                             hps_0_hps_io.hps_io_emac1_inst_TX_CLK
        .hps_0_hps_io_hps_io_emac1_inst_TXD0   ( HPS_ENET_TX_DATA[0] ),   //                             .hps_io_emac1_inst_TXD0
        .hps_0_hps_io_hps_io_emac1_inst_TXD1   ( HPS_ENET_TX_DATA[1] ),   //                             .hps_io_emac1_inst_TXD1
        .hps_0_hps_io_hps_io_emac1_inst_TXD2   ( HPS_ENET_TX_DATA[2] ),   //                             .hps_io_emac1_inst_TXD2
        .hps_0_hps_io_hps_io_emac1_inst_TXD3   ( HPS_ENET_TX_DATA[3] ),   //                             .hps_io_emac1_inst_TXD3
        .hps_0_hps_io_hps_io_emac1_inst_RXD0   ( HPS_ENET_RX_DATA[0] ),   //                             .hps_io_emac1_inst_RXD0
        .hps_0_hps_io_hps_io_emac1_inst_MDIO   ( HPS_ENET_MDIO ),         //                             .hps_io_emac1_inst_MDIO
        .hps_0_hps_io_hps_io_emac1_inst_MDC    ( HPS_ENET_MDC  ),         //                             .hps_io_emac1_inst_MDC
        .hps_0_hps_io_hps_io_emac1_inst_RX_CTL ( HPS_ENET_RX_DV),         //                             .hps_io_emac1_inst_RX_CTL
        .hps_0_hps_io_hps_io_emac1_inst_TX_CTL ( HPS_ENET_TX_EN),         //                             .hps_io_emac1_inst_TX_CTL
        .hps_0_hps_io_hps_io_emac1_inst_RX_CLK ( HPS_ENET_RX_CLK),        //                             .hps_io_emac1_inst_RX_CLK
        .hps_0_hps_io_hps_io_emac1_inst_RXD1   ( HPS_ENET_RX_DATA[1] ),   //                             .hps_io_emac1_inst_RXD1
        .hps_0_hps_io_hps_io_emac1_inst_RXD2   ( HPS_ENET_RX_DATA[2] ),   //                             .hps_io_emac1_inst_RXD2
        .hps_0_hps_io_hps_io_emac1_inst_RXD3   ( HPS_ENET_RX_DATA[3] ),   //                             .hps_io_emac1_inst_RXD3
       //HPS QSPI
		  .hps_0_hps_io_hps_io_qspi_inst_IO0     ( HPS_FLASH_DATA[0]    ),     //                               .hps_io_qspi_inst_IO0
        .hps_0_hps_io_hps_io_qspi_inst_IO1     ( HPS_FLASH_DATA[1]    ),     //                               .hps_io_qspi_inst_IO1
        .hps_0_hps_io_hps_io_qspi_inst_IO2     ( HPS_FLASH_DATA[2]    ),     //                               .hps_io_qspi_inst_IO2
        .hps_0_hps_io_hps_io_qspi_inst_IO3     ( HPS_FLASH_DATA[3]    ),     //                               .hps_io_qspi_inst_IO3
        .hps_0_hps_io_hps_io_qspi_inst_SS0     ( HPS_FLASH_NCSO    ),        //                               .hps_io_qspi_inst_SS0
        .hps_0_hps_io_hps_io_qspi_inst_CLK     ( HPS_FLASH_DCLK    ),        //                               .hps_io_qspi_inst_CLK
       //HPS SD card
		  .hps_0_hps_io_hps_io_sdio_inst_CMD     ( HPS_SD_CMD    ),           //                               .hps_io_sdio_inst_CMD
        .hps_0_hps_io_hps_io_sdio_inst_D0      ( HPS_SD_DATA[0]     ),      //                               .hps_io_sdio_inst_D0
        .hps_0_hps_io_hps_io_sdio_inst_D1      ( HPS_SD_DATA[1]     ),      //                               .hps_io_sdio_inst_D1
        .hps_0_hps_io_hps_io_sdio_inst_CLK     ( HPS_SD_CLK   ),            //                               .hps_io_sdio_inst_CLK
        .hps_0_hps_io_hps_io_sdio_inst_D2      ( HPS_SD_DATA[2]     ),      //                               .hps_io_sdio_inst_D2
        .hps_0_hps_io_hps_io_sdio_inst_D3      ( HPS_SD_DATA[3]     ),      //                               .hps_io_sdio_inst_D3
       //HPS USB
		  .hps_0_hps_io_hps_io_usb1_inst_D0      ( HPS_USB_DATA[0]    ),      //                               .hps_io_usb1_inst_D0
        .hps_0_hps_io_hps_io_usb1_inst_D1      ( HPS_USB_DATA[1]    ),      //                               .hps_io_usb1_inst_D1
        .hps_0_hps_io_hps_io_usb1_inst_D2      ( HPS_USB_DATA[2]    ),      //                               .hps_io_usb1_inst_D2
        .hps_0_hps_io_hps_io_usb1_inst_D3      ( HPS_USB_DATA[3]    ),      //                               .hps_io_usb1_inst_D3
        .hps_0_hps_io_hps_io_usb1_inst_D4      ( HPS_USB_DATA[4]    ),      //                               .hps_io_usb1_inst_D4
        .hps_0_hps_io_hps_io_usb1_inst_D5      ( HPS_USB_DATA[5]    ),      //                               .hps_io_usb1_inst_D5
        .hps_0_hps_io_hps_io_usb1_inst_D6      ( HPS_USB_DATA[6]    ),      //                               .hps_io_usb1_inst_D6
        .hps_0_hps_io_hps_io_usb1_inst_D7      ( HPS_USB_DATA[7]    ),      //                               .hps_io_usb1_inst_D7
        .hps_0_hps_io_hps_io_usb1_inst_CLK     ( HPS_USB_CLKOUT    ),       //                               .hps_io_usb1_inst_CLK
        .hps_0_hps_io_hps_io_usb1_inst_STP     ( HPS_USB_STP    ),          //                               .hps_io_usb1_inst_STP
        .hps_0_hps_io_hps_io_usb1_inst_DIR     ( HPS_USB_DIR    ),          //                               .hps_io_usb1_inst_DIR
        .hps_0_hps_io_hps_io_usb1_inst_NXT     ( HPS_USB_NXT    ),          //                               .hps_io_usb1_inst_NXT
       //HPS SPI
		  .hps_0_hps_io_hps_io_spim1_inst_CLK    ( HPS_SPIM_CLK  ),           //                               .hps_io_spim1_inst_CLK
        .hps_0_hps_io_hps_io_spim1_inst_MOSI   ( HPS_SPIM_MOSI ),           //                               .hps_io_spim1_inst_MOSI
        .hps_0_hps_io_hps_io_spim1_inst_MISO   ( HPS_SPIM_MISO ),           //                               .hps_io_spim1_inst_MISO
        .hps_0_hps_io_hps_io_spim1_inst_SS0    ( HPS_SPIM_SS ),             //                               .hps_io_spim1_inst_SS0
      //HPS UART
		  .hps_0_hps_io_hps_io_uart0_inst_RX     ( HPS_UART_RX    ),          //                               .hps_io_uart0_inst_RX
        .hps_0_hps_io_hps_io_uart0_inst_TX     ( HPS_UART_TX    ),          //                               .hps_io_uart0_inst_TX
		//HPS I2C1
		  .hps_0_hps_io_hps_io_i2c0_inst_SDA     ( HPS_I2C1_SDAT    ),        //                               .hps_io_i2c0_inst_SDA
        .hps_0_hps_io_hps_io_i2c0_inst_SCL     ( HPS_I2C1_SCLK    ),        //                               .hps_io_i2c0_inst_SCL
		//HPS I2C2
		  .hps_0_hps_io_hps_io_i2c1_inst_SDA     ( HPS_I2C2_SDAT    ),        //                               .hps_io_i2c1_inst_SDA
        .hps_0_hps_io_hps_io_i2c1_inst_SCL     ( HPS_I2C2_SCLK    ),        //                               .hps_io_i2c1_inst_SCL
      //HPS GPIO
		  .hps_0_hps_io_hps_io_gpio_inst_GPIO09  ( HPS_CONV_USB_N),           //                               .hps_io_gpio_inst_GPIO09
        .hps_0_hps_io_hps_io_gpio_inst_GPIO35  ( HPS_ENET_INT_N),           //                               .hps_io_gpio_inst_GPIO35
        .hps_0_hps_io_hps_io_gpio_inst_GPIO40  ( HPS_GPIO[0]),              //                               .hps_io_gpio_inst_GPIO40
        .hps_0_hps_io_hps_io_gpio_inst_GPIO41  ( HPS_GPIO[1]),              //                               .hps_io_gpio_inst_GPIO41
        .hps_0_hps_io_hps_io_gpio_inst_GPIO48  ( HPS_I2C_CONTROL),          //                               .hps_io_gpio_inst_GPIO48
        .hps_0_hps_io_hps_io_gpio_inst_GPIO53  ( HPS_LED),                  //                               .hps_io_gpio_inst_GPIO53
        .hps_0_hps_io_hps_io_gpio_inst_GPIO54  ( HPS_KEY),                  //                               .hps_io_gpio_inst_GPIO54
        .hps_0_hps_io_hps_io_gpio_inst_GPIO61  ( HPS_GSENSOR_INT),          //                               .hps_io_gpio_inst_GPIO61
		 //FPGA soft GPIO
      		.dipsw_pio_external_connection_export  ( SW   ),                 //                               dipsw_pio_external_connection.export
		//HPS reset output
		 .hps_0_h2f_reset_reset_n                (hps_fpga_reset_n),          //                               hps_0_h2f_reset.reset_n

    );

endmodule

　　打开tools->tcl script，选择hps_sdram_p0_assignments.tcl进行引脚分配

可以看到引脚已经分配成功

点击编译生成.sof文件，接着连接FPGA上电点击将生成的文件烧写进去即可。

5、验证FPGA部分组件

因为此系统是Qsys生成的，含有jtag to avammbridge，所以可以用Qsys的System Console完成初步的验证工作。System Console通过jtag和qsys avmm及连接的components进行数据通信，这一般通过使用tcl脚本命令完成。

打开Qsys并打开之前生成的.qsys文件，选择Tools->System Console，打开系统控制台，如下图所示

选择File-> Execute Script，弹出如下窗口，这里选择不创建

定位到<你的路径>/DE1_SOC/GHRD，选择test_led.tcl打开

可以看到脚本文件已经成功执行。

开发板上，可以看到LEDR0~9依次循环点亮。

同样的方法执行test_key&led.tcl脚本

用手保持按下 KEY0 按钮，然后选择“打开”test_key&led.tcl 文件，在 message 窗口下你会看到提示信息：0x0e 0x00，同时在 DE1-SOC 开发板上，你将 看到 LEDR0 未点亮，其他三个 LEDR 是亮的。然后松掉 KEY0，LEDR0 也不会亮。（即 保持按下 KEY0~3 中的其中几个按钮，然后执行脚本文件，你会发现 message 打印 出按键向量值，DE1-SoC 开发板上，按键未按下时值是 1，按下为 0，LEDR 是高电 平点亮，这里直接把按键值赋值给 LED，所以按下的按键对应的 LED 是熄灭的）程序逻辑在altera_edge_detector.v文件中

实验现象如下:

参考资料

altera官方培训文档及资料