這一節(jié)，我們針對大家提出的有關(guān)定義寄存器結(jié)構(gòu)體的問題進行解析。在NIOS II軟件開發(fā)過程中，如果使用我們提出的寄存器操作方式的話，首先需要定義一個寄存器結(jié)構(gòu)體，之所以這樣做是為了在軟件書寫過程中操作方便，更是為了增強程序的可讀性。我們就拿UART來舉例說明。 首先，我們看一下UART的寄存器說明，如下表所示
本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/201612/330842.htm
我們通過上表可以看到，UART包括6個寄存器（由于最后一個寄存器一般不用，所以建立的結(jié)構(gòu)體中沒有加入它），假設(shè)基地址為0x00的話，那么他們的地址分別為0x00,0x01,0x02,0x03,0x04,0x05。也就是說，各個寄存器之間是存在順序的。那么，在我們建立結(jié)構(gòu)體過程中也要注意他們的順序問題。建立的結(jié)構(gòu)體如下所示
| 04 | volatile unsigned long int RECEIVE_DATA :8; |
| 05 | volatile unsigned long int NC :24; |
| 07 | volatile unsigned long int WORD; |
| 12 | volatile unsigned long int TRANSMIT_DATA :8; |
| 13 | volatile unsigned long int NC :24; |
| 15 | volatile unsigned long int WORD; |
| 20 | volatile unsigned long int PE :1; |
| 21 | volatile unsigned long int FE :1; |
| 22 | volatile unsigned long int BRK :1; |
| 23 | volatile unsigned long int ROE :1; |
| 24 | volatile unsigned long int TOE :1; |
| 25 | volatile unsigned long int TMT :1; |
| 26 | volatile unsigned long int TRDY :1; |
| 27 | volatile unsigned long int RRDY :1; |
| 28 | volatile unsigned long int E :1; |
| 29 | volatile unsigned long int NC :1; |
| 30 | volatile unsigned long int DCTS :1; |
| 31 | volatile unsigned long int CTS :1; |
| 32 | volatile unsigned long int EOP :1; |
| 33 | volatile unsigned long int NC1 :19; |
| 35 | volatile unsigned long int WORD; |
| 40 | volatile unsigned long int IPE :1; |
| 41 | volatile unsigned long int IFE :1; |
| 42 | volatile unsigned long int IBRK :1; |
| 43 | volatile unsigned long int IROE :1; |
| 44 | volatile unsigned long int ITOE :1; |
| 45 | volatile unsigned long int ITMT :1; |
| 46 | volatile unsigned long int ITRDY :1; |
| 47 | volatile unsigned long int IRRDY :1; |
| 48 | volatile unsigned long int IE :1; |
| 49 | volatile unsigned long int TRBK :1; |
| 50 | volatile unsigned long int IDCTS :1; |
| 51 | volatile unsigned long int RTS :1; |
| 52 | volatile unsigned long int IEOP :1; |
| 53 | volatile unsigned long int NC :19; |
| 55 | volatile unsigned long int WORD; |
| 60 | volatile unsigned long int BAUD_RATE_DIVISOR :16; |
| 61 | volatile unsigned long int NC :16; |
| 63 | volatile unsigned long int WORD; |
對于這樣一個大的結(jié)構(gòu)體，我們來逐層分析一下：
第一， 整個結(jié)構(gòu)體由5個共用體組成，共同體的順序是由寄存器的偏移量決定的，這一點前面已經(jīng)有所敘述。
第二， 每個共用體由一個結(jié)構(gòu)體和一個volatile unsigned long int型的變量組成。
第三， 共用體中的結(jié)構(gòu)體由位域構(gòu)成，位域中的內(nèi)容也是存在順序的，這個順序是由寄存器的結(jié)構(gòu)決定，而且是由低到高排列。其中，NC表示該位為空位或保留，不能對其進行操作。
通過大家的反饋，除了語法問題以外，有兩個問題需要說明一下：
1. 為什么里面的變量都定義成unsignedlongint？ 首先需要說明一點，在NIOS II中，unsignedlongint是32位，跟unsignedint是一樣的，unsignedlonglongint才是64位的。
有人會問，在寄存器的表格中，寄存器的位數(shù)是0到15的，也就是16位，那你為什么定義成32位的呢？其實，這個問題涉及到了NIOS II的地址對齊問題，它是屬于硬件構(gòu)架的范疇。
當系統(tǒng)中存在數(shù)據(jù)寬度不匹配的主從端口時就要考慮地址對齊的問題。地址對齊分為兩類，一類是靜態(tài)地址對齊，另一類就是動態(tài)地址對齊。一般來說存儲器外設(shè)使用動態(tài)地址對齊，而寄存器外設(shè)使用靜態(tài)地址對齊，之所以是這樣，是由動態(tài)地址對齊和靜態(tài)地址對齊的特點決定的，在靜態(tài)地址對齊方式下，主端單次傳輸對應(yīng)從端口的一次傳輸，而在動態(tài)地址對齊方式下，一個主端口讀傳輸，則要引起多次從端口讀傳輸。想要更加具體的了解他們特點的，大家自行查找吧，我在這里就不詳細敘述了。
我們要將寄存器定義為unsignedlongint類型，就跟這個靜態(tài)地址對齊有關(guān)系了?，F(xiàn)在我們是UART端口16位，而NIOS II主端口32位的情況，在這種情況下，NIOS II主端口與16位UART端口進行數(shù)據(jù)傳輸時，只有32位的低16位有效，但是高16位也占用了地址空間，也就是說，UART端口的16位實際上是占用了32位的。假設(shè)我們現(xiàn)在的基地址是0X00，那么6個寄存器他們相對基地址的偏移分別為0X00,0X01,0X02,0X03,0X04,0X05；那么，從主端口看，這6個寄存器的地址分別為0X00,0X04,0X08,0X0C,0X10,0X14，而不是0X00,0X01,0X02,0X03,0X04,0X05，也不是0X00,0X02,0X06,0X08,0X0A,0XC，這一點大家要特別注意。
2. 為什么要建立這樣一個共用體呢，又有位域結(jié)構(gòu)體又有一個volatileunsignedlongintWORD變量，WORD有啥用呢？ 共用體的特點就是其中的成員占用同一個存儲空間。也就說，由位域組成的結(jié)構(gòu)體跟WORD是占用同一存儲空間，而且他們都是volatileunsignedlongint類型，那么，結(jié)構(gòu)體中的每一個位域成員都對應(yīng)WORD的一個位。當我們需要單獨處理一個位的時候，我們就可以用位域，如下所示
RS232->CONTROL.BITS.IRRDY=1;//接收準備好中斷使能 |
如果我們想要對狀態(tài)寄存器整體清零呢，我們就可以用到WORD了，如下所示
RS232->STATUS.WORD=0;//清除狀態(tài)寄存器 |
對于其他的寄存器都是一樣的，在這里不再重復(fù)了。
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