Nios II ソフトウェア開発ハンドブック Version 1.2 第5章. HAL用デバイス・ドライバの開発 ver.1.1

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1 5. HAL NII HAL Hardware Abstraction Layer HAL API Application Programming Interface Nios II 2 HAL HAL API API HAL API HAL API DMA HAL HAL API HAL API ASCII LCD printf() LCD Altera Corporation Preliminary

2 API HAL API HAL API HAL API HAL API HAL C API HAL API 5 17 HAL HAL API API C++ HAL HAL C++ C C HAL C 4 1 HAL HAL main () 4. HAL 5. HAL 5 2 Altera Corporation Nios II

3 HAL SOPC Builder SOPC Builder Nios II SOPC Builder system.h SOPC Builder system.h Nios II system.h Nios II SOPC Builder SOPC Builder Nios II system.h SOPC Builder system.h 4 1 HAL SOPC Builder system.h SOPC Builder system.h SOPC Builder SOPC Builder Nios II SOPC Builder SOPC Builder Altera Corporation Nios II

4 SOPC Builder Nios II <Nios II >/components < >_regs.h inc JTAG UART <Nios II >/components/altera_avalon_jtag_uart/ inc/altera_avalon_jtag_uart_regs.h _regs.h IORD_< >_< > IOWR_< >_< > 7 1 < >_ < >_< >_MSK < >_< >_< >_OFST PE ALTERA_AVALON_UART_STATUS_PE_MSK ALTERA_AVALON_UART_STATUS_PE_OFST _regs.h _regs.h 5 4 Altera Corporation Nios II

5 HAL 7 1 _regs.h SOPC Builder HAL HAL 3 1 HAL HAL HAL API DMA HAL alt_dev alt_dev typedef struct { alt_llist llist; /* */ const char* name; int (*open) (alt_fd* fd, const char* name, int flags, int mode); int (*close) (alt_fd* fd); int (*read) (alt_fd* fd, char* ptr, int len); int (*write) (alt_fd* fd, const char* ptr, int len); Altera Corporation Nios II

6 HAL int (*lseek) (alt_fd* fd, int ptr, int dir); int (*fstat) (alt_fd* fd, struct stat* buf); int (*ioctl) (alt_fd* fd, int req, void* arg); } alt_dev; HAL open() open() open() close() read() write() lseek() fstat() ioctl() 10 1 HAL API errno errno.h ioctl() errno ENOTTY ENOTTY errno HAL int alt_fd* alt_fd open() alt_fd typedef struct { alt_dev* dev; void* priv; int fd_flags; } alt_fd; dev fd_flags open() flags priv HAL 5 6 Altera Corporation Nios II

7 HAL priv alt_dev NULL alt_dev open close read write lseek fstat ioctl TIOCEXCL ioctl() open() close() read() write() lseek() ioctl() alt_dev llist name 2 llist ALT_LLIST_ENTRY name HAL system.h alt_dev HAL int alt_dev_reg (alt_dev* dev) Altera Corporation Nios II

8 HAL HAL API ANSI C (4 1 HAL )alt_dev HAL alt_dev 5 5 name read() write() fstat() int alt_fs_reg (alt_dev* dev) HAL HAL API ANSI C (4 1 HAL )alt_dev name 5 8 Altera Corporation Nios II

9 HAL 4 1 HAL 1 1 ISR void alt_tick (void) alt_tick() int alt_sysclk_init (alt_u32 nticks) nticks alt_timestamp_start() alt_timestamp() alt_timestamp_freq() HAL 10 1 HAL API Altera Corporation Nios II

10 HAL sys/alt_flash_dev.h alt_flash_dev struct alt_flash_dev { alt_llist llist; // const char* name; alt_flash_open open; alt_flash_close close; alt_flash_write write; alt_flash_read read; alt_flash_get_flash_info get_info; alt_flash_erase_block erase_block; alt_flash_write_block write_block; void* base_addr; int length; int number_of_regions; flash_region region_info[alt_max_number_of_flash_regions]; }; llist ALT_LLIST_ENTRY name HAL system.h open write_block 8 API alt_flash_open_dev() alt_flash_close_dev() alt_flash_write() alt_write_flash() alt_read_flash() alt_get_flash_info() alt_erase_flash_block() alt_write_flash_block() 5 10 Altera Corporation Nios II

11 HAL base_addr length number_of_regions region_info flash_region 4 14 CFI 2 alt_flash_dev HAL int alt_flash_device_register( alt_flash_fd* fd) DMA HAL DMA 2 DMA HAL DMA 4 20 DMA DMA sys/alt_dma_dev.h Altera Corporation Nios II

12 HAL DMA DMA alt_dma_txchan typedef struct alt_dma_txchan_dev_s alt_dma_txchan_dev; struct alt_dma_txchan_dev_s { alt_llist llist; const char* name; int (*space) (alt_dma_txchan dma); int (*send) (alt_dma_txchan dma, const void* from, alt_u32 len, alt_txchan_done* done, void* handle); int (*ioctl) (alt_dma_txchan dma, int req, void* arg); }; alt_dma_txchan llist name space send ioctl ALT_LLIST_ENTRY alt_dma_txchan_open() name system.h alt_dma_txchan_dev API alt_dma_txchan_send() DMA alt_txchan_send() send() alt_dma_txchan_send() I/O sys/alt_dma_dev.h space send ioctl null alt_dma_txchan_ioctl() ENOTTY alt_dma_txchan HAL int alt_dma_txchan_reg (alt_dma_txchan_dev* dev) dev 5 12 Altera Corporation Nios II

13 HAL DMA DMA alt_dma_rxchan typedef alt_dma_rxchan_dev_s alt_dma_rxchan; struct alt_dma_rxchan_dev_s { alt_llist list; const char* name; alt_u32 depth; int (*prepare) (alt_dma_rxchan dma, void* data, alt_u32 len, alt_rxchan_done* done, void* handle); int (*ioctl) (alt_dma_rxchan dma, int req, void* arg); }; alt_dma_rxchan llist name depth prepare ioctl ALT_LLIST_ENTRY alt_dma_rxchan_open() name system.h API alt_dma_rxchan_prepare() DMA alt_dma_rxchan_prepare() prepare() alt_dma_rxchan_prepare() I/O sys/alt_dma_dev.h prepare() ioctl null alt_dma_rxchan_ioctl() ENOTTY Altera Corporation Nios II

14 HAL alt_dma_rxchan HAL int alt_dma_rxchan_reg (alt_dma_rxchan_dev* dev) dev HAL MicroC/OS-II IP lwip TCP/IP lwip 9 1 Lightweight IP SMSC lan91c111 MAC lwip lwip lwip lan91c111 src inc <Nios II >/components/altera_avalon_lan91c111/ucosii/ Nios II <lwip >/UCOSII/inc/alt_lwip_dev.h 5 14 Altera Corporation Nios II

15 HAL alt_lwip_dev_list alt_lwip_dev_list typedef struct { alt_llist llist; /* */ alt_lwip_dev dev; } alt_lwip_dev_list; struct alt_lwip_dev { /* netif */ struct netif* netif; const char* name; err_t (*init_routine)(struct netif*); void (*rx_routine)(); }; name system.h lwip netif netif <lwip >/UCOSII/src/downloads/lwip-0.7.2/src/include/lwip netif.h netif MAC IP MAC init_routine() alt_lwip_dev init_routine netif err_t init_routine(struct netif* netif) Altera Corporation Nios II

16 HAL init_routine() get_mac_addr() get_ip_addr() MAC IP netif 9 1 Lightweight IP init_routine() output() linkoutput() init_routine() output() link_output() 2 netif link_output() link_output() link_output(struct netif *netif, struct pbuf *p) link_output() IP IP MAC ARP link_output() link_output() output(struct netif *netif, struct pbuf *p, struct ip_addr *ipaddr) rx_routine() alt_lwip_dev rx_routine TCP/IP IRQ ISR rx_mbox <lwip >/UCOSII/src/alt_lwip_dev.c rx_thread rx_mbox rx_routine() rx_routine() TCP/IP 5 16 Altera Corporation Nios II

17 HAL void rx_func() HAL HAL HAL HAL HAL HAL SOPC Builder 5 3 JTAG UART 5-1 JTAG UART <Nios II >/components 5-1. HAL altera_avalon_jtag_uart HAL HAL HAL inc src inc HAL HAL Altera Corporation Nios II

18 HAL HAL alt_sys_init.c HAL alt_sys_init.c alt_sys_init.c HAL alt_sys_init() main() alt_sys_init.c alt_sys_init.c #include "system.h" #include "sys/alt_sys_init.h" /* * */ #include "altera_avalon_timer.h" #include "altera_avalon_uart.h" /* * */ ALTERA_AVALON_UART_INSTANCE( UART1, uart1 ); ALTERA_AVALON_TIMER_INSTANCE( SYSCLK, sysclk ); /* * */ void alt_sys_init( void ) { ALTERA_AVALON_UART_INIT( UART1, uart1 ); ALTERA_AVALON_TIMER_INIT( SYSCLK, sysclk ); } Nios II IDE SOPC Builder alt_sys_init.c Nios II IDE gtf-generate alt_sys_init.c gtf-generate HAL gtf-generate 5 18 Altera Corporation Nios II

19 HAL HAL/inc SOPC Builder JATG UART altera_avalon_jtag_uart/hal/inc/altera_avalon_jtag_uart.h alt_sys_init.c 5 18 alt_sys_init.c /* */ < >_INSTANCE 5 18 alt_sys_init.c /* */ alt_sys_init() < >_INIT 5 18 alt_sys_init.c /* */ *_INSTANCE *_INIT altera_avalon_jtag_uart.h ALTERA_AVALON_JTAG_UART_INSTANCE ALTERA_AVALON_JGAT_UART_INIT *_INSTANCE *_INIT 2 2 SOPC Builder system.h system.h alt_sys_init.c Altera Corporation Nios II

20 HAL SOPC Builder HAL/inc/<component_name>.h <COMPONENT_NAME>_INSTANCE <COMPONENT_NAME>_INIT HAL main() 5 18 HAL alt_sys_init.c HAL/src makefile component.mk component.mk JTAG UART makefile component.mk makefile C_LIB_SRCS += altera_avalon_uart.c ASM_LIB_SRCS += INCLUDE_PATH += 5 20 Altera Corporation Nios II

21 HAL Nios II IDE component.mk makefilecomponent.mk make C_LIB_SRCS ASM_LIB_SRCS INCLUDE_PATH component.mk make make C_LIB_SRCS ASM_LIB_SRCS INCLUDE_PATH C C <component>/hal/inc component.mk make 5 22 HAL *_INSTANCE *_INIT HAL/inc HAL/src makefile component.mk HAL/src Altera Corporation Nios II

22 HAL ALT_USE_SMALL_DRIVERS C Nios II IDE ALT_USE_SMALL_DRIVERS ALT_USE_SMALL_DRIVERS ALT_USE_SMALL_DRIVERS SOPC Builder SOPC Builder alt_ altera_avalon_jtag_uart altera_avalon_jtag_uart_init() alt_jtag_uart_init() avalon_jtag_uart_init() jtag_uart_init() 5 22 Altera Corporation Nios II

23 HAL SOPC Builder HAL 5 17 HAL Nios II IDE Nios II IDE alt_my_component.h alt_my_component.h C Altera Corporation Nios II

24 5 24 Altera Corporation Nios II

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