Nios II IDE

Nios II集成開發環境(IDE)是Nios II系列嵌入式處理器的基本軟體開發工具。所有軟體開發任務都可以Nios II IDE下完成，包括編輯、編譯和調試程式。

基本介紹

• 中文名：Nios II IDE
• 從屬：Nios II系列嵌入式處理器
• 屬性：基本軟體開發工具

工作原理

Nios II IDE提供了一個統一的開發平台，用於所有Nios II處理器系統。僅僅通過一台PC機、一片Altera的FPGA以及一根JTAG下載電纜，軟體開發人員就能夠往Nios II 處理器系統寫入程式以及和Nios II處理器系統進行通訊。Nios II IDE基於開放式的、可擴展Eclipse IDE project工程以及Eclipse C/C++ 開發工具（CDT）工程。

產品功能

Nios II IDE為軟體開發提供四個主要的功能

· 工程管理器

· 編輯器和編譯器

· 調試器

· 快閃記憶體編程器

功能介紹

工程管理器

Nios II IDE提供多個工程管理任務，加快嵌入式應用程式的開發進度。

新工程嚮導——Nios II IDE推出了一個新工程嚮導（如下圖1所示），用於自動建立C/C++應用程式工程和系統庫工程。採用新工程嚮導，能夠輕鬆地在Nios II IDE中創建新工程。

圖1. Nios II IDE新工程嚮導

軟體工程模板——除了工程創建嚮導，Nios II IDE還以工程模板的形式提供了軟體代碼實例，幫助軟體工程師儘可能快速地推出可運行的系統。

每個模板包括一系列軟體檔案和工程設定。通過覆蓋工程目錄下的代碼或者導入工程檔案的方式，開發人員能夠將他們自己的原始碼添加到工程中。圖2描述了一些可用的軟體工程模板。

圖2. 軟體工程模板

軟體組件——Nios II IDE使開發人員通過使用軟體組件能夠快速地定製系統。軟體組件（或者稱為“系統軟體”）為開發人員提供了一個簡單的方式來輕鬆地為特定目標硬體配置他們的系統。

組件包括：

· Nios II運行庫（或者稱為硬體抽象層（HAL）)

· 輕量級IP TCP/IP 庫- Nios II 版本

· MicroC/OS-II實時作業系統(RTOS)

· Altera壓縮檔案系統

編輯器和編譯器

Altera Nios II IDE提供了一個全功能的原始碼編輯器和C/C++編譯器。

文本編輯器——Nios II IDE文本編輯器是一個成熟的全功能源檔案編輯器。這些功能包括：

· 語法高亮顯示- C/C++

· 代碼輔助/代碼協助完成

· 全面的搜尋工具

· 檔案管理

· 廣泛的線上幫助主題和教程

· 引入輔助

· 快速定位，自動糾錯

· 內置調試功能

下圖3顯示的是Nios II IDE 文本編輯器高亮顯示C原始碼的螢幕抓圖。

圖3. Nios II IDE提供的基本編輯

C/C++編譯器——Nios II IDE為GCC編譯器提供了一個圖形化用戶界面，Nios II IDE編譯環境使設計Altera的Nios II處理器軟體更容易，它提供了一個易用的按鈕式流程，同時允許開發人員手工設定高級編譯選項。

Nios II IDE編譯環境自動地生成一個基於用戶特定系統配置（SOPC Builder生成的PTF檔案）的makefile。Nios II IDE中編譯/連結設定的任何改變都會自動映射到這個自動生成的makefile中。這些設定可包括生成存儲器初始化檔案（MIF）的選項、快閃記憶體內容、仿真器初始化檔案（DAT/HEX）以及profile總結檔案的相關選項。

調試器

Nios II IDE包含一個強大的、在GNU調試器基礎之上的軟體調試器－GDB。該調試器提供了許多基本調試功能，以及一些在低成本處理器開發套件中不會經常用到的高級調試功能。

基本調試功能——Nios II IDE調試器包含如下的基本調試功能：

· 運行控制

· 調用堆疊查看

· 軟體斷點

· 反彙編代碼查看

· 調試信息查看

· 指令集仿真器

圖4是Nios II IDE調試器軟體斷點的螢幕抓圖。

圖4. Nios II IDE調試器斷點

高級調試——除了上述基本調試功能之外，Nios II IDE調試器還支持以下高級調試功能：

· 硬體斷點調試ROM或快閃記憶體中的代碼

· 數據觸發

· 指令跟蹤

Nios II IDE調試器通過JTAG調試模組和目標硬體相連。另外，支持片外跟蹤功能便於和第三方跟蹤探測工具結合使用，如FS2公司提供的用於Nios II處理器的in-target系統分析儀（ISA-NIOS）。

調試信息查看——調試信息查看使用戶可以訪問本地變數、暫存器、存儲器、斷點以及表達式賦值函式。

圖5是調試信息查看的一個實例，顯示的是一個套用實例的暫存器。

圖5. 調試信息查看——暫存器顯示

目標——Nios II IDE調試器能夠連線多種目標。表1列出了Nios II IDE中可用的目標連線。

表1. Nios II IDE調試器目標
目標	說明
硬體（通過JTAG）	連線至Altera的FPGA開發板，如Nios II開發套件或其他Altera及其合作夥伴提供的套件中的開發板。
指令集仿真器	Nios II指令集架構的軟體例化；用於硬體平台（如FPGA電路板）未搭建好時的系統開發。
硬體邏輯仿真器	連線至ModelSim HDL仿真器；用於驗證用戶創建的外設。

快閃記憶體編程器

許多使用Nios II處理器的設計都在單板上採用了快閃記憶體，可以用來存儲FPGA配置數據和/或Nios II編程數據。Nios II IDE提供了一個方便的快閃記憶體編程方法。任何連線到FPGA的兼容通用快閃記憶體接口（CFI）的快閃記憶體器件都可以通過Nios II IDE快閃記憶體編程器來燒結。除CFI快閃記憶體之外，Nios II IDE快閃記憶體編程器能夠對連線到FPGA的任何Altera串列配置器件進行編程。

快閃記憶體編程器管理多種數據，例如：

表2. 編程到快閃記憶體中的通用內容類型
內容類型	說明
系統固定軟體	燒結到快閃記憶體中的軟體，用於Nios II處理器復位時從快閃記憶體中導入啟動程式。
FPGA配置	如果使用一個配置控制器（例如用在Nios開發板中的配置控制器），FPGA能夠在上電復位時從快閃記憶體獲取配置數據。
任意二進制數據	開發人員想存儲到快閃記憶體內的任何二進制數據，例如圖形、音頻等。

Nios II IDE快閃記憶體編程器具有易用的接口（如下圖6所示）。

圖6. 快閃記憶體編程器接口

Nios II IDE快閃記憶體編程器已做了預先配置，能夠用於Nios II開發套件中的所有單板，而且能夠輕易地引入到用戶硬體中。