基于嵌入式NiosⅡ軟核的串口直接讀寫寄存器方式編程

O 引言
Altera公司的FPGA作為全定制芯片的一個代表正在得到日益廣泛的應用。為了用戶使用方便，Altera公司推出嵌入式軟核NiosⅡ可以便利地使用工具生成并放人FPGA芯片中。NiosⅡ軟核可以在用戶的系統(tǒng)中處理一些諸如人機接口界面、內部時序邏輯控制、外部設備初始化等工作。通用異步收發(fā)器(UART)，是嵌入式系統(tǒng)上很常用的一個串行接口，由于其方便、簡單、易用等特性，在嵌入式系統(tǒng)中依然扮演著十分重要的角色。所以Altera才把UART作為一個連接Nios／NiosⅡ與其相關外設的IP放在SoPC Builder里面供用戶使用。Nios一代調試甚至直接用串口。
NiosⅡ處理器是Intel公司為Altera公司推出的一個32位精簡指令處理器軟核。在Altera公司推出的軟件SoPC中加載NiosⅡ軟核和相應的外圍接口以及與定義相應的自定義指令，然后對設計進行綜合，下載到FPGA中就可以方便地實現一個具有高速DSP功能的嵌入式處理器。
NiosⅡ處理器的軟件開發(fā)是建立在ANSI C基礎上的。NiosⅡIDE是NiosⅡ系列嵌入式處理器的主要軟件開發(fā)工具。用戶可以在NiosⅡIDE中完成所有的軟件開發(fā)任務，如編輯、編譯、下載、調試和閃存編程。NiosⅡ嵌入式系統(tǒng)的一個重要問題就是軟件代碼量的大小，這關系到存放代碼的存儲器件容量大小，因此控制和減小程序代碼量是降低系統(tǒng)成本的重要方法，必須首先從處理器的啟動順序開始研究。

1 串口C語言方式編程
使用該方法要加上下面語句：

執(zhí)行上面程序可以得到串口輸出結果。
如果不調用alt_main()函數，則系統(tǒng)默認運行步驟如下：
(1)調用alt_os_int()函數來執(zhí)行任何操作系統(tǒng)所特有的初始化。如果HAL是在操作系統(tǒng)里運行的，那么初始化alt_fd_list_lock命令。它可以控制訪問HAL文件系統(tǒng)，初始化中斷控制器并執(zhí)行中斷。
(2)調用alt_sys_init()函數，以初始化系統(tǒng)里所有的驅動裝置和軟件組成部分。
(3)重新設置C標準I／O通道(stdin，stdout，stderr)，以使用合適的器件。
(4)調用main()。
(5)調用exit()。main()的返回代碼作為exit()的輸入。
該方式使用串口比較簡單，但是占用的存儲資源比較大，編譯時間也較長。