altera soc体验之旅 FPGA与ARM的窃窃私语

 

喜大普奔，公司要评估用SOC做产品，我就自然而然的被安排了学习和评估的工作，于是，每天的工作就是开始研究soc了。其实，只要能静下心来学习，一切都还是能够弄出来的。

以前像个无头苍蝇一样到处乱撞，搞了两三个月没把fpga和arm给联通起来，尽然只是因为教程用的Quartus II13.1软件和我自己电脑上装的Quartus II14.1软件在生成dts时调用的一个文件不一样导致的。当然，这个只是外在原因，真正内在的原因还是因为内在对linux的恐惧，因为是零linux基础，所以全部linux下命令都是第一次接触，于是各种错误各种不通，最后就放弃了。但是，心里总是不愿就这么放弃了，总想学会这门新技术。于是前两天又花钱买了周立功的ARM9开发板，然后跟着他提供的教程慢慢学习。终于是能够简单的进行一些linux下的命令操作了，昨天再次上手DE1—SOC，终于成功的生成了preloader和DTS，并通过HPS控制了FPGA端的LED。

相信很多参加此次活动或者自学SOC的筒子也都有过我以上这段经历，这里，我愿意把我遇到的问题和解决方法提出来，希望那些还卡在这些问题的地方的筒子能够快速走出困境。

    我此次学习是跟着友晶提供的培训教材一步一步来进行的，该培训教材中，使用的是Quartus II13.1的软件，而我在使用的时候，直接安装的Quartus II 14.1。而也正是这样一个选择，让我被坑了好几天，最终放弃沉寂了好久，直到昨天，在网友"微末凡尘"的指导下，才执行成功。

 

首先，在教材的第49页，在hps clock选项卡上，需要进行一下更改，具体我也是看了骏龙科技的一篇文章《在SoCEDS环境下编译和更新preloader和uboot程序的方法》才知道的，原文如下：

 

相对于13.0主要变化是有了HPS Clocks窗口分为了Input Clocks 和Output Clocks！对比如下图：

Quartus 13.0 HPS Clocks窗口

                     
 

Quartus 14.0 HPS Clocks窗口

14.0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。

 

这里文中说的14.0，但是14.0和14.1在这一点上没有区别，因此，直接按照文中的内容操作即可。

 

第53页最后一行，说要求将pio_0重命名为led_pio，这里一定要注意并保持一致，否则生成dts时会报错。同理，button_pio也是一样，名字最好不要错。个人感觉，初学，尽量不要标新立异，尤其是对环境不熟的，否则都不知道死在哪里。

 

第83页最后一句话，我直接按照文档中的命令内容敲进去，会报错，提示我少了-hv参数，如下图所示：

 

这里我也不懂是怎么回事，既然说少了个参数，就加个参数呗，于是我将命令内容改为：

mkpimage –hv 0 –o preloader_with_header.img u-boot-spl.bin

然后就能成功了。

 

第85页，生成DTS的时候，这个地方是变化最大的一个地方，我就是因为这个地方，才被卡了很久。这页的最后一段，说生成dts需要的四个文件为

1. soc_system.sopcinfo
2. hps_clock_info.xml
3. soc_system_board_info.xml
4. Makefile

那么，如果我们直接使用这三个文件，用原来的Makefile文件来生成dts和dtb，都会报错，dts能够生成，但是有错误，dtb直接无法生成。原因就在于，在Quartus II14.1的软件中，第二个使用的不再是hps_clock_info.xml文件，而是hps_common_board_info.xml。这个文件我们可以在SOCEDS软件安装目录下的examples\hardware\cv_soc_devkit_ghrd 文件夹下找到，我的电脑中的绝对位置为

D:\altera\14.1\embedded\examples\hardware\cv_soc_devkit_ghrd。

我们将其中的两个xml文件hps_common_board_info.xml、soc_system_board_info.xml和一个Makefile复制出来，粘贴到我们自己的工程目录下，并将原来的三个文件删除即可。再次make dts，就能够成功了，当然这个过程比较长，需要2到5分钟。然后，待dts生成完成后，再次make dtb，就很快，也能成功了。

注意，如果按照第86页最后一段来自己敲命令进行生成dts，则需要将命令中对应的

 

hps_clock_info.xml替换为hps_common_board_info.xml。为了简便推荐大家直接使用"make dts"命令来操作。后面生成dtb的也是一样，直接使用"make dtb"命令就行了，详见教材88页最后一段。

自此，后面的就没有其他问题了，对着该教材一步一步的进行，最终都能运行出正确的结果。只是，在做de1_soc_sw_lab3中的实验时，原本提供的main.c文件里面使用的fpga端的led的名字叫pio_led，而我们的Qsys系统中命名为led_pio，因此直接使用该c文件生成可执行文件时会报错，需要将其中的第40行的"PIO_LED_BASE"改为"LED_PIO_BASE"。第59行的"PIO_LED_DATA_WIDTH"改为"LED_PIO_DATA_WIDTH"。然后就能生成成功了。

 

执行实验3生成的可执行文件，能够看到开发板上FPGA端的10个红色LED灯流水60次，然后停止。

好了，就写到这里，文字不够详细，若有疏漏或错误，欢迎各位指出。具体效果，就不上图啦。