February 8, 2008 IS1200/2G1518 Datorteknik, föreläsning 4 vt2008 (E)1 IS1200 Datorteknik Föreläsning 4 Programutveckling, Intro till lab 1 Kursboken, kapitel.

En presentation över ämnet: "February 8, 2008 IS1200/2G1518 Datorteknik, föreläsning 4 vt2008 (E)1 IS1200 Datorteknik Föreläsning 4 Programutveckling, Intro till lab 1 Kursboken, kapitel."— Presentationens avskrift:

1 February 8, 2008 IS1200/2G1518 Datorteknik, föreläsning 4 vt2008 (E)1 IS1200 Datorteknik Föreläsning 4 Programutveckling, Intro till lab 1 Kursboken, kapitel 1, 4, 5 och 8 vt 2008 (period 3-4) för E3 m. fl.

2 February 8, 2008 IS1200/2G1518 Datorteknik, föreläsning 4 vt2008 (E)2 F1F2F3F4F5F6F7F8F9F10Ö2Ö1Ö3Ö4Ö5LAB-1LAB-2Hemlab-1Ö6Ö7LAB-3Hemlab-2Ö8Hemlab-3Ö9TentamenÖ10 Assemblerkod 4 stegs pipeline Nios2time Nios2io C-kod Nios2int Cache-minnen CPU-scheduling IS1200 Datorteknik http://www.imit.kth.se/courses/IS1200 Period 3 Period 4

3 February 8, 2008 IS1200/2G1518 Datorteknik, föreläsning 4 vt2008 (E)3 IS1200 Datorteknik  Föreläsning 4, innehåll  Programutveckling, allmänt  Laboration 1: nios2time  Programutveckling, denna kurs

4 February 8, 2008 IS1200/2G1518 Datorteknik, föreläsning 4 vt2008 (E)4 Litteraturhänvisningar Kursboken avsnitt 1.5 avsnitt 4.5 och 4.6 avsnitt 8.1-8.2 Exempelsamling del 3 NiosII-manual Lab-PM för laboration 1, nios2time

5 February 8, 2008 IS1200/2G1518 Datorteknik, föreläsning 4 vt2008 (E)5 Viktiga delar i en dator CPU BUS I/OMEM program data

6 February 8, 2008 IS1200/2G1518 Datorteknik, föreläsning 4 vt2008 (E)6 Programexekvering FETCH (update PC) (decode) EXECUTE

7 February 8, 2008 IS1200/2G1518 Datorteknik, föreläsning 4 vt2008 (E)7 Steg i programutveckling  Editering av program i C-kod (liknande)  Kompilering av C-kod till Assemlerkod  Editering av programkod i assembler  Assemblering av Ass.kod till Objekt-modul  Länkning av Objekt-modul(er) -> Laddmodul  Laddning av Laddmodul till Minne  Exekvering (körning) av program  Simulering av program  Test och Felsökning (debugging) av program

8 February 8, 2008 IS1200/2G1518 Datorteknik, föreläsning 4 vt2008 (E)8 Editering Exempel på C-kod #include “./minfil.c”/* inkludera filer */ #define START_TIME 0x5957 /* makrodefinition */ int current_time = START_TIME; /* global initierad variabel */ int a, b, c; /* globala oinitierade variabler */ int sum (int par1, int par2) /* function definition */ { int tmp; /* lokal variabel */ tmp = par1 + par2; return (tmp); } main ()/* huvudprogram, main */ { int talA, talB, talC;/* lokala variabler i main */ /* själva programkoden i huvudprogrammmet */... talC = sum( talA, talB );/* anrop av function */... }

9 February 8, 2008 IS1200/2G1518 Datorteknik, föreläsning 4 vt2008 (E)9 Laboration 1, nios2time Utskrift av tid varje sekund 59:57 59:58 59:59 00:00 00:01.

10 February 8, 2008 IS1200/2G1518 Datorteknik, föreläsning 4 vt2008 (E)10 Editering Exempel på C-kod, lab1-ide’ #include “./minfil.c”/* inkludera fil t.ex. subrutinerna puttime osv*/ #define START_TIME 0x5957 /* makrodefinition */ #define TRUE 1/* TRUE = 1 */ int current_time = START_TIME; /* global initierad variabel */ extern void puttime (int* time);/* underprogram, function, procedure, method */ extern void tick (int* time); extern void delay (int millisek); extern int hexasc (int hexval); main ()/* huvudprogram, main */ { while (TRUE)/* forever */ { puttime (&current_time);/* skriv ut aktuell tid i fönster */ tick (&current_time);/* uppdatera current_time */ delay (1000);/* vänta 1000 millisekunder */ }

11 February 8, 2008 IS1200/2G1518 Datorteknik, föreläsning 4 vt2008 (E)11 Pekare och adress (så där i förbifarten) inta;/* reservera plats */ intb=17;/* och initiera*/ int* pek1;/* pekare till en int*/ int* pek2 = &b;/* initiera*/ /* &b utläses som ”adressen till b” */ a = *pek2; /* a tilldelas det värde som pek2 pekar på*/ /* avreferering – dereferencing*/

12 February 8, 2008 IS1200/2G1518 Datorteknik, föreläsning 4 vt2008 (E)12 Editering Redigering av C-kod C-program Text-fil fil.c, kan redigeras med en editor

13 February 8, 2008 IS1200/2G1518 Datorteknik, föreläsning 4 vt2008 (E)13 Kompilering: översätter C-kod till Assembler-kod C-program Text-fil Ass-program Text-fil kompilering / översättning fil.c, kan redigeras med en editor fil.s, kan redigeras med en editor Kommandoexempel: gcc fil.c eller javac fil.java (med debugger: compile -d fil.c)

14 February 8, 2008 IS1200/2G1518 Datorteknik, föreläsning 4 vt2008 (E)14 Editering Exempel på Assembler-kod.include ”./minfil.s".data.align2# nästa adress delbar med 4 TIME:.word0x5957.text.globalmain# måste tas med (gemener).globalputtime, tick, delay# behövs ej main:moviar4, TIME moviar16, puttime callrr16 moviar4, TIME calltick moviar4, 1000 calldelay brmain puttime:ret# tom subrutin tick:ret# tom subrutin delay:ret# tom subrutin.end# sluta översätt

15 February 8, 2008 IS1200/2G1518 Datorteknik, föreläsning 4 vt2008 (E)15 Assemblering; översätter Ass-kod till objekt-modul Ass-program Text-fil Object-modul ”Text-fil” Assemblering / översättning fil.s fil.o, (relokerbar ?) Kommandoexempel: asm fil.s (med debugger: asm -d fil.s)

16 February 8, 2008 IS1200/2G1518 Datorteknik, föreläsning 4 vt2008 (E)16 Exempel på objekt-modul fil.obj Detta är en binär fil. Den är obegriplig om man öppnar den med en vanlig editor. Information i filen:.textVarje instruktion kodas i maskinkod, det vill säga binär kod Varje symbolisk adress ges ett värde. Symboliska namn som ej kan ges värde lokalt bokförs i en symboltabell som används och kompletteras vid länkningen..datainformation om vilka variabelplatser som ska reserveras, för initierade variabler krävs att värdet finns lagrat.bssför oinitierade variabler räcker det att ange namn och storlek (Block Started by Symbol) Påminnelse om.global som stod i assembler-filen: De symboler som deklararerats som global vet man ska användas vid länkningen, och man förbereder arbetet genom att placera dessa i symboltabellen

17 February 8, 2008 IS1200/2G1518 Datorteknik, föreläsning 4 vt2008 (E)17 Länkning; sätter ihop Object-modul(er) till Laddmodul Object-modul ”Text-fil” Ladd-modul ”Text-fil” Länkning fil.o fil.elf fil.elf innehåller binär programkod som kan kopieras till minnet och köras (relokerbar?) fil.o innehåller binär programkod men alla adresser finns inte med Kommandoexempel: link fil.o (med debugger: link -d fil.o)

18 February 8, 2008 IS1200/2G1518 Datorteknik, föreläsning 4 vt2008 (E)18 Länkning av Nios-program ger extrafil: fil.dump - en listning Object-modul ”Text-fil” Ladd-modul ”Text-fil” fil.o fil.elf Kommandoexempel: link fil.o Object-dump Text-fil Extra fil fil.objdump

19 February 8, 2008 IS1200/2G1518 Datorteknik, föreläsning 4 vt2008 (E)19 Exempel på fil.objdump (endast vissa delar) fil.elf: file format elf32-littlenios2 Disassembly of section.text: 000200fc :.text.globalmain.globalputtime, tick, delay main:moviar4, TIME 200fc:010000b4 movhir4,2 20100:21009904 addir4,r4,612 moviar16, puttime 20104:040000b4 movhir16,2 20108:84004b04 addir16,r16,300 callrr16 2010c:803ee83a callrr16 moviar4, TIME 20110:010000b4 movhir4,2 20114:21009904 addir4,r4,612 calltick 20118:00201300 call20130 moviar4, 1000 2011c:01000034 movhir4,0 20120:2100fa04 addir4,r4,1000 calldelay 20124:00201340 call20134 brmain 20128:003ff406 br200fc 0002012c : puttime:ret 2012c:f800283a ret 00020130 : tick:ret 20130:f800283a ret 00020134 : delay:ret 20134:f800283a ret

20 February 8, 2008 IS1200/2G1518 Datorteknik, föreläsning 4 vt2008 (E)20 Object-modul ”Text-fil” Ladd-modul ”Text-fil” fil.o fil.elf Kommandoexempel: link fil.obj Object-dump Text-fil En till Extra fil fil.objdump fil.nm Sym-table Text-fil Länkning av Nios-program ger extrafil: fil.nm - namelist

21 February 8, 2008 IS1200/2G1518 Datorteknik, föreläsning 4 vt2008 (E)21 Exempel på fil.nm symboltabell (endast vissa delar) … 000200fc T main 0002012c t puttime 00020130 t tick 00020134 t delay... 00020264 D _data 00020264 d TIME # 0x264=612.

22 February 8, 2008 IS1200/2G1518 Datorteknik, föreläsning 4 vt2008 (E)22 Object-modul ”Text-fil” Ladd-modul ”Text-fil” fil.o fil.elf Kommandoexempel: link -d fil.o Object-dump Text-fil En till Extra fil fil.objdumpfil.nm Sym-table Text-fil Debugger Script-fil fil.gdb Kompilering+länkning av Nios-prog med flagga -d ger extrafil: fil.gdb

23 February 8, 2008 IS1200/2G1518 Datorteknik, föreläsning 4 vt2008 (E)23 Länkning - kombinerar flera Object-moduler till Laddmodul Ladd-modul ”Text-fil” Länkning Object-modul ”Text-fil” fil1.o Object-modul ”Text-fil” fil2.o Object-modul ”Text-fil” fil3.o Object-modul ”Text-fil” filn.o... Kommandoexempel: link fil1.o fil2.o fil3.o … filn.o fil.elf, vilket namn? fil1.elf (sista i kommandot som ska innehålla ”main:”)

24 February 8, 2008 IS1200/2G1518 Datorteknik, föreläsning 4 vt2008 (E)24 in-länkning av biblioteksfiler Ladd-modul ”Text-fil” Länkning fil.elf, vilket namn? fil1.elf eller lib2.elf ? Object-modul ”Text-fil” fil1.o Object-modul ”Text-fil” fil2.o Object-modul ”Text-fil” lib2.o... Biblioteksfiler Kommandoexempel: link fil1.o, fil2.o,... lib1.0, lib2.o Object-modul ”Text-fil” lib1.o

25 February 8, 2008 IS1200/2G1518 Datorteknik, föreläsning 4 vt2008 (E)25 Laddning Laddmodul laddas till minnet Ladd-modul ”fil.elf” Minne Load (and run/go) fil.elf Var i minnet ? (nära 0x800000) Kommandoexempel: download -g fil.elf GO LOAD

26 February 8, 2008 IS1200/2G1518 Datorteknik, föreläsning 4 vt2008 (E)26 Minne Körning / Exekvering Programmet körs av CPU:n Körning / Exekvering Var i minnet ? Länkaren väljer Kommandoexempel: download –g fil.elf (utan debugger/simulator) PC +4 GO

27 February 8, 2008 IS1200/2G1518 Datorteknik, föreläsning 4 vt2008 (E)27 Minne Debugging Programmet körs av CPU:n Debugging Kommandoexempel:./fil.gdb PC +4 Önskemål: Starta program på vald adress (skriv till PC) Stoppa program Stegvis exekvering en instruktion i taget (S = Step) Exekvera en hel subrutin (N = Next) Undersöka innehåll i register och minne (och variabler) Brytpunkter; införa - ta bort Exekvera fram till nästa brytpunkt (C = Continue/Resume) Var i minnet ? Länkaren väljer

28 February 8, 2008 IS1200/2G1518 Datorteknik, föreläsning 4 vt2008 (E)28 Fil-administration Alternativ 1: Många filer som kompileras separat och länkas ihop till en laddmodul Alternativ 2: Många filer som kombineras med ”include”-satser till En enda ”jättefil” som kompileras och länkas ihop till en laddmodul

29 February 8, 2008 IS1200/2G1518 Datorteknik, föreläsning 4 vt2008 (E)29 C-program Text-fil Ass-program Text-fil Object-modul ”Text-fil” C-program Text-fil Ass-program Text-fil Object-modul ”Text-fil” Ladd-modul ”Text-fil” C-program Text-fil Ass-program Text-fil Object-modul ”Text-fil” C-program Text-fil Ass-program Text-fil Object-modul ”Text-fil” Fördelar ? Dela upp arbetet i delar ! Snabb (del-) kompilering ! Nackdel ? Långt kommando vid länkning! Separatkompilering

30 February 8, 2008 IS1200/2G1518 Datorteknik, föreläsning 4 vt2008 (E)30 C-program Text-fil Ass-program Text-fil Object-modul ”Text-fil” C-program Text-fil Ladd-modul ”Text-fil” C-program Text-fil C-program Text-fil ”include” Fördel ? Dela upp arbetet i delar ! Kort kommando vid länkning ! Nackdel ? Onödigt arbete (tid) vid kompilering !

31 February 8, 2008 IS1200/2G1518 Datorteknik, föreläsning 4 vt2008 (E)31 NiosII EDS Vår labmiljö ! Programutveckling med NiosII EDS Embedded Design Suite HELT ANNORLUNDA Visas snart

32 February 8, 2008 IS1200/2G1518 Datorteknik, föreläsning 4 vt2008 (E)32 Ass-program Text-fil Object-modul ”Text-fil” Ladd-modul ”Text-fil” ”include” (include./minfil) Ass-program Text-fil Ass-program Text-fil Ass-program Text-fil

33 February 8, 2008 IS1200/2G1518 Datorteknik, föreläsning 4 vt2008 (E)33 JAVA-program Text-fil Ass-program Text-fil Object-modul ”Text-fil” C-program Text-fil Ass-program Text-fil Object-modul ”Text-fil” Ladd-modul ”Text-fil” Ass-program Text-fil Object-modul ”Text-fil” Pascal-program Text-fil Ass-program Text-fil Object-modul ”Text-fil” Separatkompilering med blandad kod

34 February 8, 2008 IS1200/2G1518 Datorteknik, föreläsning 4 vt2008 (E)34 Blandad kod C-kod och Assembler-kod /* Function File */ int sum (int x, int y) /* ”public” */ { return (x + y); } /* Main File */ int a, b, res extern int sum (int a, int b); … res = sum (a,b); # huvudprogram a:.word 0 b:.word 0 res:.word 0 ….global main.global sum main: copy reg4, a copy reg5, b call sum copy res, reg2 # subroutine.global sum … sum: add reg2, reg4, reg5 return

35 February 8, 2008 IS1200/2G1518 Datorteknik, föreläsning 4 vt2008 (E)35 res=sum(a,b) Ass-program Text-fil Object-modul ”Text-fil” int sum(x,y) Ass-program Text-fil Object-modul ”Text-fil” Ladd-modul ”Text-fil” huvudprogram function Länkning Assemblering Kompilering

36 February 8, 2008 IS1200/2G1518 Datorteknik, föreläsning 4 vt2008 (E)36 res=sum(a,b) Ass-program Text-fil Object-modul ”Text-fil” sum: push... Object-modul ”Text-fil” Ladd-modul ”Text-fil” huvudprogram subrutin Länkning Assemblering Kompilering

37 February 8, 2008 IS1200/2G1518 Datorteknik, föreläsning 4 vt2008 (E)37 call sum Object-modul ”Text-fil” int sum(x,y) Ass-program Text-fil Object-modul ”Text-fil” Ladd-modul ”Text-fil” huvudprogram function Länkning Assemblering Kompilering

38 February 8, 2008 IS1200/2G1518 Datorteknik, föreläsning 4 vt2008 (E)38 call sum... Object-modul ”Text-fil” Object-modul ”Text-fil” Ladd-modul ”Text-fil” huvudprogram Länkning Assemblering sum: push... subrutin

39 February 8, 2008 IS1200/2G1518 Datorteknik, föreläsning 4 vt2008 (E)39 Memory Map - Minnesbild  Adressrymd  Hur stor är adressrymden  Vilka adresser används och till vad  RWM, ROM, IO etc

40 February 8, 2008 IS1200/2G1518 Datorteknik, föreläsning 4 vt2008 (E)40 RWM-minne (RAM-minnet)  Hur stort (fysiskt) RWM-minne finns det  På vilka adresser finns RWM  Var finns det egna programmet  Var finns de egna data  Var finns den egna stacken  Finns det något mer i RWM, och vad

41 February 8, 2008 IS1200/2G1518 Datorteknik, föreläsning 4 vt2008 (E)41 Nios-II: Kartbild av minnet adress 0 adress 2 n -1 7 0 RWM data code stack 0x800000 0x?FFFF PC +2 SP Vad finns här ?

42 February 8, 2008 IS1200/2G1518 Datorteknik, föreläsning 4 vt2008 (E)42 Nios: Kartbild av minnet Hex-AdressMEM / IO 0 - 7FFboot_monitor_rom... 860-87Fuart_0... 800000-100000ext_ram, ??? kByte...

43 February 8, 2008 IS1200/2G1518 Datorteknik, föreläsning 4 vt2008 (E)43 Assembler-direktiv, exempel.include ”./fil.ext”# infogar filen fil.ext.data# nu kommer datareservationer.text# nu kommer programkod.global main# main blir synlig globalt (”public”).align 3# nästa adress ska vara delbar med 2 3 B:.string ”hej 17”# lagra ASCII-sträng C:.ascii”tjoho”# lagra ASCII D:.asciz”plusnul”# ASCII avslutad med NUL TAL:.byte 0x01# reservera 1 byte med värde 0x01.equ ExcBase,0x20020# definiera symbolnamn TIME:.word 0x5957# 32 bitar med värde Kolon:.byte’:’# ascikod för kolon

44 February 8, 2008 IS1200/2G1518 Datorteknik, föreläsning 4 vt2008 (E)44 Mall för macro pseudo-instruction.macroCLR reg MOVI\reg, 0x0.endm Effekten av detta är att man kan använda en ny instruktion, clr rA, för att nollställa register rA Utmaning: Skriv ett macro för BTST dreg, sreg, index som gör BitTeST på en bit i register sreg dvs skriver 1 till dreg om utpekad bit är 1 eller skriver 0 till dreg om utpekad bit är 0

45 February 8, 2008 IS1200/2G1518 Datorteknik, föreläsning 4 vt2008 (E)45 Var ska macro infogas? Definitionen av varje makro ska finnas i texten, innan det används. Egna makron ska stå i början av filen innan koden som använder makrona och sen kommer koden för själva programmet Egna makron är case sensitive Varning för att ”överta” andras makron

46 February 8, 2008 IS1200/2G1518 Datorteknik, föreläsning 4 vt2008 (E)46 IS1200 Datorteknik Laboration 1 NiosII assembler

47 February 8, 2008 IS1200/2G1518 Datorteknik, föreläsning 4 vt2008 (E)47 Laboration nios2time Utskrift av tid varje sekund 59:57 59:58 59:59 00:00 00:01.

48 February 8, 2008 IS1200/2G1518 Datorteknik, föreläsning 4 vt2008 (E)48 Huvudprogram loop:moviar4,TIME# parameter callPUTTIME# anrop, alt 1 moviar4, TIME# parameter moviar16, TICK# adress callrr16# anrop, alt 2 moviar4,1000# parameter callDELAY# anrop brloop# ovillk. hopp

49 February 8, 2008 IS1200/2G1518 Datorteknik, föreläsning 4 vt2008 (E)49 HEXASC är en subrutin ? 4 bitar = en hexadecimal siffra 7 bitar = ASCII för en hexadecimal siffra IN-parameter i r4 RETUR-parameter i r2

50 February 8, 2008 IS1200/2G1518 Datorteknik, föreläsning 4 vt2008 (E)50 INRETUR Bin --> ASCII = hex 0000 --> 011 0000 = 0 0001 --> 011 0001 = 1 0010 --> 011 0010 = 2 0011 --> 011 0011 = 3 0100 --> 011 0100 = 4 0101 --> 011 0101 = 5 0110 --> 011 0110 = 6 0111 --> 011 0111 = 7 1000 --> 011 1000 = 8 1001 --> 011 1001 = 9 1010 --> 100 0001 = A 1011 --> 100 0010 = B 1100 --> 100 0011 = C 1101 --> 100 0100 = D 1110 --> 100 0101 = E 1111 --> 100 0110 = F Algoritm? För dessa kan man göra så här... HEXASC är en subrutin

51 February 8, 2008 IS1200/2G1518 Datorteknik, föreläsning 4 vt2008 (E)51 TICK är en subrutin 4 st NBCD-kodade siffror IN-parameter i r4 minne 7 0 31 15 0 r4: Adressen, TIME, till den plats i minnet där aktuell tid finns lagrad -+-+ 17 5 9 19 5 7

52 February 8, 2008 IS1200/2G1518 Datorteknik, föreläsning 4 vt2008 (E)52 Exempel på räkning NBCD NBCD NBCD NBCD = TIME 0000 0000 0000 1001 = 00:09 0000 0000 0001 0000 = 00:10... 0000 0000 0101 1001 = 00:59 0000 0001 0000 0000 = 01:00... 0000 1001 0101 1001 = 09:59 0001 0000 0000 0000 = 10:00... 0101 1001 0101 1001 = 59:59 0000 0000 0000 0000 = 00:00 TICK är en subrutin

53 February 8, 2008 IS1200/2G1518 Datorteknik, föreläsning 4 vt2008 (E)53 PUTTIME är en subrutin 4 st NBCD-kodade siffror IN-parameter i r4 minne 7 0 Skriv ut i ordning 5 9 : 5 7 Skriv ett tecken: plocka fram 4 bitar -> HEXASC -> PUTCHAR PUTCHAR = skriv ut ett tecken på terminalen 31 15 0 r4: Adressen, TIME, till den plats i minnet där aktuell tid finns lagrad -+-+

54 February 8, 2008 IS1200/2G1518 Datorteknik, föreläsning 4 vt2008 (E)54 DELAY förslag till flödesschema N := startN := N - 1N = 0 ? IN-hopp UT-hopp JA NEJ K := msekK := K - 1K = 0 ? IN-hopp UT-hopp JA NEJ IN-parameter i r4 inner loop outer loop tuning value

55 February 8, 2008 IS1200/2G1518 Datorteknik, föreläsning 4 vt2008 (E)55 Assembler-direktiv, exempel (delvis repris).include ”fil.ext”#infogar fil.ext.data#nu kommer datareservationer.text#nu kommer programkod.global main#main blir synlig globalt.align 2#nästa adress ska vara delbar med 2 2.align 4#nästa adress ska vara delbar med 2 4.equ MyVal, 0x5957#def. symbol namn TIME:.word MyVal#reservera 1 word med värde KOLON:.byte ’:’#ascii för kolon lagras

56 February 8, 2008 IS1200/2G1518 Datorteknik, föreläsning 4 vt2008 (E)56 Tillgänglig assembler-rutin till DE2-kortet Rutin för serieport #skriv ett tecken”putchar” call putchar# skriver ut från r4 i terminalfönster

57 February 8, 2008 IS1200/2G1518 Datorteknik, föreläsning 4 vt2008 (E)57 IS1200 Datorteknik  Föreläsning 4, innehåll  Programutveckling, allmänt  Laboration 1: nios2time  Programutveckling, denna kurs

58 February 8, 2008 IS1200/2G1518 Datorteknik, föreläsning 4 vt2008 (E)58 Viktiga delar i en dator CPU BUS I/OMEM program data

59 February 8, 2008 IS1200/2G1518 Datorteknik, föreläsning 4 vt2008 (E)59 Programexekvering FETCH (update PC) (decode) EXECUTE

60 February 8, 2008 IS1200/2G1518 Datorteknik, föreläsning 4 vt2008 (E)60 Labkortet: Alteras DE2-board

61 February 8, 2008 IS1200/2G1518 Datorteknik, föreläsning 4 vt2008 (E)61 DE2-board Innehåller  FPGA – Field Programmable Gate Array som ”konfigureras” så att den fungerar som en niosII-processor !  Minne (som innehåller program och data)  Bus-ledningar som förbinder ”CPU” med minne  IO-portar – parallell och serie  JTag-port

62 February 8, 2008 IS1200/2G1518 Datorteknik, föreläsning 4 vt2008 (E)62 serieport parallellport MEM ”CPU” DE2-board: komponenter USB Blaster Port

63 February 8, 2008 IS1200/2G1518 Datorteknik, föreläsning 4 vt2008 (E)63 Alteras DE2-board CPU (FPGA) ”BUS” I/O (portar) MEM (RWM) program data

64 February 8, 2008 IS1200/2G1518 Datorteknik, föreläsning 4 vt2008 (E)64 DE2-board Konfigurera FPGA:n Genom att ”ladda ner” en speciell fil (fil.sof) genom en speciell kabel/sladd (USB/Jtag) till en speciell kontakt (JTag-port) skrivs information in i FPGA-kretsen så att den kommer att fungera som en NiosII-CPU. Detta görs med Quartus Programmer

65 February 8, 2008 IS1200/2G1518 Datorteknik, föreläsning 4 vt2008 (E)65 Konfigurering av FPGA:n med filen DE2_N2_20071112C.sof FPGA NiosII-CPU BUS I/OMEM program data

66 February 8, 2008 IS1200/2G1518 Datorteknik, föreläsning 4 vt2008 (E)66 Starta exekvering på NiosII-processorn Ladda ner binärkod till minnet Starta exekvering på rätt adress (på läget main måste det vara)

67 February 8, 2008 IS1200/2G1518 Datorteknik, föreläsning 4 vt2008 (E)67 Nedladdning till minnet av ditt program (och data) main.elf FPGA BUS I/OMEM program data

68 February 8, 2008 IS1200/2G1518 Datorteknik, föreläsning 4 vt2008 (E)68 Program development editering, översättning och exekvering Nästa sida visar hur det kan se ut på skärmen när man ”skriver och provkör” ett program

69 February 8, 2008 IS1200/2G1518 Datorteknik, föreläsning 4 vt2008 (E)69

70 February 8, 2008 IS1200/2G1518 Datorteknik, föreläsning 4 vt2008 (E)70 Debugging programs Test och felsökning Nästa sida visar hur det kan se ut på skärmen när man Testar och felsöker ett program med hjälp av stegvis exekvering och brytpunkter

71 February 8, 2008 IS1200/2G1518 Datorteknik, föreläsning 4 vt2008 (E)71

72 February 8, 2008 IS1200/2G1518 Datorteknik, föreläsning 4 vt2008 (E)72 Konfigurera DE2-board (programmera FPGA:n) Nästa sida visar hur det kan se ut på skärmen när man Konfigurerar FPGA-kretsen så att den fungerar som en niosII-CPU

73 February 8, 2008 IS1200/2G1518 Datorteknik, föreläsning 4 vt2008 (E)73 Starta Quartus Programmer från NiosII IDE Kontrollera Hardware Setup ska vara USB-Blaster (USB-0) Välj rätt ”sof-fil” Klicka in en bock i rutan Program/Configure Klicka på Start Kontrollera ”Successfully performed operation(s)”

74 February 8, 2008 IS1200/2G1518 Datorteknik, föreläsning 4 vt2008 (E)74 Quartus programvara Används för att ”konstruera” den krets som FPGA:n ska konfigureras att fungera som I Quartus kan man använda VHDL och/eller schemainmatning Quartus levererar två samhörande konfigureringsfiler, en ”sof-fil” och en ”ptf-fil” sof-filen används för att ”ladda ner” konstruktionen till FPGA-kretsen på DE2-board ptf-filen används vid skapande av en biblioteksfil som är med i ett programprojekt som utvecklas för att exekveras på DE2-board

75 February 8, 2008 IS1200/2G1518 Datorteknik, föreläsning 4 vt2008 (E)75 Varför behövs konfigureringsfilen Nios2system_20071112C.ptf I dina program kan Du använda subrutinen putchar. Konfigureringsfilen innehåller information om hårdvarans adresser som krävs för att putchar ska fungera i dina program Därför måste konfigureringsfilen tas med i ditt projekt och länkas ihop med dina program För varje nytt projekt anges en ptf-fil

76 February 8, 2008 IS1200/2G1518 Datorteknik, föreläsning 4 vt2008 (E)76