Centro de desenvolvedores de processadores Nios® V

1. Pré-requisitos

Criar minha conta Intel®

• Crie sua conta Intel® a partir da página Registrar conta Intel®.
• Sua conta Intel permite que você registre solicitações de serviço, inscreva-se para cursos de treinamento, download de software, recursos de acesso e muito mais.

Considerações de projeto

Por que escolher o processador Nios V?

O processador Nios® V foi projetado para dispositivos Intel® FPGA e desenvolvido com base nas especificações do RISC-V. Para obter mais informações, como o parâmetro de referência de desempenho do processador, consulte o Manual de referência do processador Nios® V.

Qual sistema operacional (SO) eu devo escolher?

Bare-metal

O Bare-metal é um sistema baseado em aplicativos sem o suporte de qualquer sistema operacional.

A abordagem de bare-metal oferece:

• Controle absoluto do hardware
• Maior eficiência
• Tamanho mínimo (flash e pegada de memória)
• Não há dependência de outros códigos-fonte ou bibliotecas
• Facilidade na validação e análise de cobertura de código.

Você também pode considerar o desenvolvimento de bare metal se você:

• Não exija operações multitarefa ou multi-thread
• Estão executando a criação de placa e precisam se concentrar em cada periférico individualmente
• Estão reutil utilizando um código herdado existente que já está desenvolvido como bare metal

Para desenvolver uma aplicação bare-metal para o processador Nios® V, você deve estar familiarizado com o desenvolvimento de recursos de tempo de execução para garantir que sua aplicação faça uso eficiente dos recursos disponíveis no seu subsistema de CPU. Exemplos do que pode ser necessário são os seguintes:

• Conhecimento aprofundado da plataforma de hardware
• Desenvolvendo recursos de tempo de execução para gerenciar o processo entre o núcleo e o subsistema de cache, se você quiser utilizar plenamente o subsistema da CPU, uma vez que uma aplicação típica de bare metal usa apenas um único núcleo
• Desenvolvendo recursos para gerenciar e programar processos, lidar com comunicações entre processos e sincronizar eventos dentro de sua aplicação

Se o projeto programado não permitir o esforço que poderá fazer para se familiarizar com os pontos acima, é recomendável utilizar outras alternativas.

Camada de abstração de hardware Intel® (HAL) e sistema operacional em tempo real (RTOS)

Considerando as declarações acima, muitas vezes faz sentido usar uma camada de abstração ou um sistema operacional para obter o desempenho máximo do processador Nios® V com mínimo esforço.

2. Primeiros passos

Selecione a placa de destino

Recomendamos iniciar seu desenvolvimento em um kit de desenvolvimento Intel® FPGA porque os exemplos de projeto do processador Nios® V são direcionados para serem executados nessas placas. Consulte a seção Consideração de projeto para obter Intel® FPGA dispositivos suportados.

Consulte Intel® FPGA Development Kits para obter uma lista de placas disponíveis.

Instalar ferramentas de desenvolvimento

Você precisará instalar o software Intel® Quartus® Prime e o Ashling* RiscFree* IDE para Intel FPGA para começar a desenvolver um sistema de processador Nios® V. Navegue até o Centro de download de software FPGA para instalar a versão mais recente do software.

Crie seu 1º sistema de processador Nios® V

O manual de projeto do processador embarcado Nios® V apresenta o fluxo de desenvolvimento do sistema para o processador Nios® V. Juntamente com o software Intel® Quartus® Prime e o IDE Ashling* RiscFree* para Intel® FPGA, você pode construir uma solução completa que compreende um projeto de sistema de hardware e um programa de software que é executado no processador Nios® V e faz interface com os componentes nas placas de desenvolvimento Intel®.

3. Criar seu próprio projeto

Tipos de projeto

As Ferramentas de desenvolvimento do processador Nios® V, compostas pelo Editor de pacotes de suporte da placa e pelo Ashling* RiscFree* IDE para Intel® FPGA de desenvolvimento Nios® projetos baseados em processadores. Nios® V suporta dois tipos diferentes de projetos baseados em GUI e projetos baseados em CLI.

Fluxo de projeto

A figura abaixo ilustra o fluxo geral de desenvolvimento do sistema do processador Nios® V.

O fluxo de desenvolvimento do processador Nios® V consiste em três elementos da seguinte forma:

• Projeto de sistema, envolvendo hardware e software
• Projeto de hardware
• Design de software

Você inicia o desenvolvimento do seu processador Nios® V desenvolvendo um conceito de sistema e realizando uma análise dos requisitos do sistema. Em seguida, você cria e gera o sistema no Platform Designer e produz um arquivo Platform Designer. O arquivo Platform Designer inclui núcleos de processador Nios® V e componentes padrão. Após a geração do sistema, os fluxos de hardware e software podem ser iniciados.

• Para o desenvolvimento de hardware do processador Nios® V, você deve:
• Selecione o FPGA de destino com base nos requisitos do sistema. Consulte a seção Considerações de projeto.
• Integre o sistema Platform Designer ao projeto de software Intel® Quartus® Prime.
• Atribua locais de pinos.
• Configure os requisitos de temporização e outras restrições de projeto.
• Após compilar o projeto do hardware, baixe o arquivo .sof para a placa de destino.

Para o desenvolvimento de software do processador Nios® V, você deve:

• Desenvolva seu software com as ferramentas do processador Nios® V e o IDE Ashling* RiscFree* para Intel® FPGA. O software do processador Nios® V inclui os HAL, drivers periféricos, códigos de aplicativo C/C++ do usuário e bibliotecas personalizadas.
• Baixe o arquivo .elf para o sistema do processador Nios® V na placa de destino depois de construir o pacote de suporte de aplicação e placa (BSP). O sistema do processador Nios® V está pronto para testes e depuração.

Se você descobrir que seu software não atende às especificações durante o teste, retorne ao início do fluxo do software e verifique os códigos, drivers e BSP da aplicação para corrigir quaisquer erros e garantir que o sistema do processador Nios® V seja executado corretamente.

Se o hardware não atender às especificações, retorne ao sistema Platform Designer definido e passo da geração, e reinicie o fluxo de hardware e software. O arquivo principal necessário para gerar o software de aplicativo é o arquivo do sistema Platform Designer. Como este arquivo descreve componentes e conexões de hardware, você deve regenerar este arquivo se fizer uma alteração de hardware. O sistema está completo quando o software e o hardware atendem às especificações.

4. Exemplos de projeto

Há muitos exemplos de design disponíveis para ajudá-lo a começar com Intel® FPGA produtos. Todos os exemplos podem ser usados como ponto de partida para seus próprios projetos e são personalizáveis para implementar outros casos de uso específicos.

O processador Nios® V Intel FPGA IP oferece uma seleção de exemplos de design simples para iniciar sua jornada com o processador Nios® V.

A documentação detalhada pode ser encontrada em "Scripts de exemplo de projeto do processador Nios® V" no manual de desenvolvimento de software do processador Nios® V.

Como executar um aplicativo do processador Nios® V "Hello World" no Intel HAL, RTOS μC/OS-II e FreeRTOS?

• Saiba como executar uma aplicação do processador Nios® V "Hello World" no RTOS Intel HAL, μC/OS-II e FreeRTOS:
  • Documentação: Guia de início rápido do processador Nios® V
  • Exemplos de design: FPGA Design Store, Nios V, Hello World Design Examples

Como executar um aplicativo "Hello World" do processador Nios® V no Zephyr RTOS?

• Guia de início rápido sobre como gerar aplicação Zephyr Hello World no exemplo de projeto Nios V Hello World.
• Nios® V/g
  • Documentação: exemplo de projeto Zephyr Nios® V/g — Hello World
  • Exemplo de projeto: hello world baseado no processador Intel® Arria® 10 FPGA - Nios® V/g
• Nios® V/m
  • Documentação: exemplo de projeto Zephyr Nios® V/m — Hello World
  • Exemplo de projeto: Hello World Intel® Arria® 10 FPGA - Nios® processador V/m

Como executar um processador Nios® V com pacote de software MicroC/TCP-IP?

• Saiba como executar um processador Nios® V com o pacote de software MicroC/TCP-IP, consulte o "Processador Nios® V - usando a pilha Micro/TCP-IP".
  • Documentação: processador Nios® V - usando a pilha MicroC/TCP-IP
  • Exemplos de projeto:
    • Intel® Arria® 10 FPGA — design de servidor de soquete simples para processador Nios® V/m
    • Intel® Arria® 10 FPGA — RTOS μC/OS-II com Iperf para processador Nios® V/m

Como executar um processador Nios® V com atualização remota do sistema em dispositivos baseados em SDM?

• Saiba como executar um processador Nios® V com atualização remota do sistema em dispositivos baseados em SDM, consulte o guia de início rápido da RSU do processador Nios® V em dispositivos baseados em SDM.
  • Documentação e exemplo de projeto: guia de início rápido da RSU do processador Nios® V em dispositivos baseados em SDM

Como executar um processador Nios® V com Instruções Personalizadas?

• Saiba como executar um processador Nios® V com Instruções Personalizadas, consulte o "Processador Nios® V — Usando instruções personalizadas".
  
  • Documentação: processador Nios® V — usando instruções personalizadas
  • Exemplos de projeto:
    • Intel Agilex® 7 FPGA - Design de instruções personalizadas no processador Nios® V/g
    • Intel Agilex® 7 FPGA - Projeto de instruções personalizadas CRC no processador Nios® V/g

5. Recursos adicionais