1. Nội dung thiết kế tốt nghiệp:
3.4.1 Cấu hình tích hợp hệ thống
Như đã nói ở trên, công cụ menuconfig giúp người phát triển cấu hình hệ thống một cách dễ dàng. Sau khi tải gói mã nguồn uClinux và giải nén, ta tiến hành gọi cấu hình bằng lệnh:
hung@hung-virtual-machine:~/nios2-linux/uClinux-dist$ make menuconfig
51
Hình 3.7 Giao diện make menuconfig
Tùy chọn thứ nhất – Vendor/Product Selection – cho phép chọn các board chuẩn đã được xây dựng các thành phần cơ bản trước. Nếu người phát triển thiết kế board riêng có thể tự thêm vào bằng cách tạo tham số riêng. Tuy nhiên trong đồ án này sử dụng board DE2 chuẩn nên chúng ta chọn Vendor là Altera và Product là nios2.
Tùy chọn thứ hai – Kernel/Library/Defaults Selection – cho phép chọn lựa các thành phần ghép nối vào kernel. Ở lần chọn đầu tiên, ta cần chọn Default để kiểm tra tính tương thích của board, cấu hình SOPC và cấu hình uClinux. Giao diện Kernel/Library/Defaults Selection được minh họa ở Hình 3.8.
Sau khi ta chọn default và exit, các thông tin cấu hình này sẽ được lưu vào file “linux-2.6.x/config”.
52
Hình 3.8 Giao diện Kernel/Library/Defaults Selection
Để đưa thông tin về phần cứng cho trình make, ta thực thi lệnh:
make vendor_hwselect SYSPTF=path_ptf_file
Câu lệnh này sẽ phân tích cấu hình phần cứng cụ thể cho hệ điều hành nạp xuống, phần cứng ở đây đã được mô tả trong file được tạo bởi SOPC, tại bước này ta sẽ chọn đường dẫn (path_ptf_file) đến file .ptf đã được tạo ra từ trước, nhằm thiết lập CPU, RAM, Flash…
Trình make sẽ hỏi để thiết lập sử dụng cpu nào cũng như vị trí bộ nhớ thực thi kernel, các lựa chọn tương ứng là cpu_0, và sdram_0.
Sau bước này, hệ thống đã có đầy đủ thông tin để tiến hành biên dịch kernel bằng lệnh make. Để nạp kernel xuống board bằng, ta thực thi lệnh:
nios2_download –g zImage
Lệnh này nạp file ảnh của kernel xuống hệ thống Nios II. Trước khi nạp file ảnh thì board DE2 phải được nạp file .sof hoặc .pof tương ứng của cùng project, nếu không khớp thì kit sẽ không hoạt động.
Đồng thời lệnh này cũng ra lệnh cho cpu bắt đầu boot uClinux và chờ cho đến khi kết nối terminal với máy host.
53
nios2-terminal
Lệnh nios2-terminal tạo một terminal và kết nối tới khối JTAG dưới board thông qua đường USB - Blaster. Thông qua terminal này ta có thể thao tác bằng lệnh với hệ thống uClinux. Hình 3.9 minh họa giao diện khởi động uClinux .
Hình 3.9 Giao diện khi khởi động uClinux
Trong quá trình phát triển, file sof và file zImage được nạp xuống SDRAM của Nios II. Nội dung trong SDRAM sẽ mất khi mà tắt nguồn. Để khởi động hệ thống ngay khi bật nguồn, chúng ta cần ghi file sof và file chương trình zImage vào trong flash. Tuy nhiên do flash giới hạn ghi file và tốc độ ghi file chậm nên ta không nên sử dụng nạp file flash cho đến khi đã hoàn chỉnh hệ thống và đưa vào kiểm thử.[12]
Quá trình khởi động kernel khi file chương trình được nạp vào flash như sau: Nguồn được bật.
Config file sof từ flash đến FPGA.
Nios sẽ khởi động từ địa chỉ reset vector có chứa boot loader. Boot loader sẽ copy file zImage từ flash tới SDRAM.
Giải nén file ảnh. Kernel sẽ khởi động.
54