NIOS II前哨計劃step by step 1（NIOS II用戶指令）

可編程軟核處理器最大的特點是靈活，靈活到我們可以方便的增加指令，這在其他SOC系統中做不到的，增加用戶指令可以把我們系統中用軟件處理時耗費時間多的關鍵算法用硬邏輯電路來實現，大大提高系統的效率，更突出的一點是：我們通過下面的逐步操作會認識到，這是一個聽起來高深，其實比較容易實現的功能（我們站在EDA工具這個巨人肩上，風光無限啊：），通過這一文檔的介紹可以增強我們掌握NIOS II所有的技術手段的信心，這也是我把NIOS II 用戶指令放在最前面的用意。

用戶指令就是我們讓NIOS II軟核完成的一個功能，這個功能由電路模塊來實現，這個電路模塊是用HDL語言描述的。它被連接到NIOS II軟核的算術邏輯部件上，下面就是示意圖：





萬事開頭難，那我們就挑個軟的捏，來做一條組合邏輯指令吧，下面就是模塊示意圖：

雙擊CPU項就進入CPU配置，設置用戶指令我們要選最后一個表單（Custom Instructions TAB）。見下圖
?

在該表單中我們點擊IMPORT,來加入我們的HDL模塊，見下圖：



在IMPORT操作窗口上，點擊ADD增加用戶指令模塊，點擊read port list from files顯示模塊PORT。
最后點擊Add to System完成用戶指令的添加。

在SOPC BUILDER 中生成系統，并在QUARTUS II中重新編譯整個工程，并program編程開發板器件，這樣硬件部分就完成了。下面我們就可以在NIOS II IDE中來編程使用我們的指令了。

由于我們在SOPC BUILDER 中增加了用戶指令，SOPC BUILDER 生成的PTF文件中包含了相關信息，我們在NIOS II IDE 中增加新軟件工程項目編譯時，系統根據SOPC BUILDER生成的PTF文件生成了硬件系統描述的system.h。在該頭文件中系統已經為用戶指令生成了相關的宏，我們以上定制的用戶指令在system.h中相關部分如下：
/*
* custom instruction macros
*
*/

#define ALT_CI_TEST_CUSTOM_INSTRUCTION_N 0x00000000
#define ALT_CI_TEST_CUSTOM_INSTRUCTION(A,B) __builtin_custom_inii(ALT_CI_TEST_CUSTOM_INSTRUCTION_N,(A),(B))

注意__builtin_custom_inii是Altera 移植GCC后的built_in Function。

最后，我們創建一個Hello World工程，稍微改動一下：
#include
#include

int main()
{
?? int a,b,c;
??
?? a=1;
??
?? c=ALT_CI_TEST_CUSTOM_INSTRUCTION(a,b);
?? printf("c=%d\n",c);
??
?? return 0;
}

主要把system.h頭文件包含進來。

好了，馬上可以進行調試了。