Nios II Flash Programmer ユーザ・ガイド

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Nios II Flash Programmer ユーザ・ガイド

ver. 8.0 2009 年 4 月

1. はじめに

本資料は Nios®_{II 開発環境においてフラッシュメモリ、または EPCS へのプログラミングを行う際の参考マニュアルです。}

このマニュアルでは、フラッシュメモリの書き込みの際に最低限必要となる情報を提供し、さらに詳しい情報はアルテラ社資料『Nios II Flash Programmer User Guide（ファイル名：ug_nios2_flash_programmer.pdf）』を参照してください。

作業環境は Quartus®_{II 8.0 、 Nios II 8.0 で、サンプルとして、FPGA へダウンロードする sof ファイルは、ハードウェア・リ}

ファレンス・デザインである NiosII_stratixII_2S60_RoHS_standard.sof 、ソフトウェア・プロジェクトはソフトウェア・サンプルである count_binary を使用します。

※ Quartus II 8.1 、 Nios II 8.1 でも同じ手順で Flash Programmer を使用可能です。

2. 条件

Nios II IDE の Flash Programmer で EPCS やフラッシュメモリにデータを書き込むためには、次の条件を満たしている必要があります。

・ CFI 準拠のフラッシュメモリが FPGA と接続されている。（CFI 準拠： Common Flash Interface 準拠）※1

・ EPCS と FPGA が AS モードのコンフィギュレーションが可能な配線で接続されている。※1 ・ Quartus II 8.0、Nios II 8.0 がインストールされている。・ FPGA へコンフィギュレーションするハードウェアのデザインが用意されている。・ Nios II IDE でビルド済みのソフトウェア・プロジェクトが用意されている。 ※1 EPCS もしくはフラッシュメモリのどちらか片方しか実装されていない場合は、上記どちらかの条件を満たしていればよいです。

3. 手順

フラッシュメモリへのプログラミングの操作手順の概略を以下に示します。

① SOPC Builder でシステムを生成し、Quartus II でトップのデザインをコンパイルし、生成された sof ファイルをターゲットの FPGA へダウンロード

② Nios II IDE の Tools メニューより Flash Programmer の GUI を立ち上げて、ビルド済みのソフトウェア・プロジェクトを使ってフラッシュメモリへのプログラミングを実行

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4. .sof ファイルをダウンロード

FPGA へ CFI フラッシュメモリ及び、EPCS コントローラ・モジュールが接続された Nios II のシステムのハードウェアをダウンロードします

① Quartus II もしくは、Nios II IDE の Tools メニューより、Programmer を開きます。

② Hardware Setup… へダウンロードケーブル、File 欄へ .sof ファイルを選択し、Program/Configure 欄へチェックを入れ、 Start ボタンをクリックします。

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5. Nios II IDE の Flash Programmer よりフラッシュメモリへプログラム

Nios II IDE の Flash Programmer よりフラッシュメモリや EPCS へデータを書き込みます。

① Nios II IDE でビルド済みのソフトウェア・プロジェクトをハイライトし、Tools メニューより Flash Programmer をクリックします。

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③ Main のタブを選択し、 Project 欄にフラッシュ・プログラマのプロジェクトを Browse ボタンより選択後、ソフトウェアの書き込み設定をします。

④ また、Program software project into flash memory にチェックが入れられていることを確認します。

尚、SOPC Builder の Nios II のウィザード内で設定した、Reset Vector 欄へ指定したアドレスへ書き込みが行われます。

⑤ ハードウェアの書き込み設定を行うため、Program FPGA configuration data into hardware-image region of flash memory にチェックを入れ、FPGA Configuration (SOF) 欄に書き込みたい .sof ファイルを選択します。

⑥ Hardware Image 欄でフラッシュメモリへ書き込む領域、もしくは書き込みを行う EPCS を選択します。

カスタムボード上のフラッシュメモリへ書き込みの場合は、Custom を、Nios II 開発キット上のフラッシュメモリであれば、 user 領域または、 factory 領域を選択します。

尚、Custom を選択した場合は、Offset 欄へ書き込みを行いたいフラッシュメモリ内のアドレスをタイプします。また、Program a file into flash memory にチェックを入れ、バイナリファイルを指定することで、選択した領域へバイナリデータの書き込みも行えます。

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⑦ Target Connection タブを選択し、JTAG cable 及び JTAG device を設定し、Apply ボタンをクリックし、その後、 Program Flash ボタンをクリックします。

Program Flash ボタンをクリックすると以下のウィンドウが表示され、「プログラムを行いますか？」との問いに対して「Yes」ボタンをクリックすることで、プログラムが開始されます。

この時、Nios II のウィザード内で設定した、Reset Vector 欄へ指定したコンポーネントから Nios II IDE で指定したプログラム・メモリへプログラム・コードを転送する機能のブート・プログラムが自動で生成されます。

ブート・プログラムは、プログラム・コード書き込み時に、プログラム・コードの先頭に追加されます。

また、EPCS へプログラムの初期データを書き込む場合には、Nios II のウィザードの Reset Vector 欄に EPCS Serial Flash Controller のコンポーネントを選択しておく必要があります。

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6. コマンドラインでプログラムする方法

フラッシュメモリや EPCS へのプログラムは、Nios II IDE の GUI からだけでなく、コマンドラインからも行え、コマンドラインによる書き込みは Nios II Command Shell を使用します。

＜手順＞

拡張子が「.flash」のファイルを用意します。

「.flash」ファイルを Nios II Command Shell より nios2-flash-programmer ユーティリティを実行することで書き込みます。「.flash」ファイルは、elf2flash 、sof2flash 、bin2flash のスクリプトで様々なフォーマットから変換可能です。

今回は、「.sof」ファイルを使用し、sof2flash スクリプトから「.flash」ファイルを生成し、その後、生成された「.flash」ファイルを nios2-flash-programmer ユーティリティを使用しフラッシュメモリへ書き込みます。

① Nios II の Command Shell を開きます。（スタート => プログラム => Altera => Nios II EDS 8.0 => Nios II 8.0 Command Shell）

② sof ファイルの存在する作業フォルダへ cd コマンドで移動します。（例：cd e:/program_work/standard）

③ ハードウェア用の「.flash」ファイルを sof2flash スクリプトより生成します。

（例：sof2flash --input=NiosII_stratixII_2s60_RoHS_standard.sof --output=generate_file.flash --offset=0x800000） --input

例 --input= NiosII_stratixII_2s60_RoHS_standard.sof 書き込みたいハードウェア・デザインの sof ファイル --output

例 --output=generate_file.flash 生成される「flash」ファイルの名前を指定 --offset

例 --offset=0x800000 フラッシュ内のオフセット番地 --epcs

例 –epcs EPCS 用にファイルを生成する場合にタイプ（epcs を使用しない場合はタイプしない）注：各スクリプトのパラメータと詳細は、Nios II Flash Programmer User Guide（ファイル名：ug_nios2_flash_programmer.pdf）を

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④ 生成した「.flash」ファイルをフラッシュメモリへ書き込みます。

ターゲット・ボードに sof ファイル（例：NiosII_stratixII_2s60_RoHS_standard.sof）がダウンロードされている状態で nios2-flash-programmer のスクリプトを実行します。

例：nios2-flash-programmer --base=0x0 –program generate_file.flash --base

例 --base=0x0 オリジナルのハードウェア・デザイン内のフラッシュメモリのベース・アドレス --program

例 –program generate_file.flash 書き込みを行う「.flash」ファイルを指定（“=” の記述が入らないことに注意）注：各スクリプトのパラメータと詳細は Nios II Flash Programmer User Guide（ファイル名：ug_nios2_flash_programmer.pdf）

を確認してください。

⑤ nios2-flash-programmer のスクリプトを実行すると、フラッシュメモリのイレースがされ、その後、書き込みが行われます。

7. 動作確認

書き込みが終了しましたら、ボードを再スタート（ Nios II 開発ボードの場合は Power-On Reset ）させます。ハードウェアのコンフィギュレーションが終了した後に、フラッシュメモリ、もしくは EPCS デバイスに書き込んだプログラムがスタートします。

Count Binary のプログラムではユーザ LED と 7 セグ LED の点滅、Nios II IDE のコンソール画面への数字の出力が確認できます。

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