如何調(diào)試存儲在Max 10開發(fā)套件片上閃存中的代碼

調(diào)試代碼對于懂程序的你來說不難，但一定麻煩。尤其在初次接觸一個程序而又尚未能完全理解時，你可能不清楚要如何才能快速找準(zhǔn)需要調(diào)試之處，全程設(shè)置斷點進入Debug模式是一種很糟心的做法。如果你有接觸英特爾?Max 10 開發(fā)套件片上閃存的代碼，會不會想要動手調(diào)試一些功能呢？

MAX 10 FPGA開發(fā)電路板

首先，我們需要了解英特爾?MAX 10 FPGA設(shè)備中片上閃存的結(jié)構(gòu)與功能。它分為兩個部分：

配置閃存：用于存儲硬件配置數(shù)據(jù)

用戶閃存：用于存儲用戶數(shù)據(jù)/軟件應(yīng)用

其中，片上閃存IP是用于訪問UFM的唯一IP。片上閃存IP內(nèi)核在Quartus Prime安裝過程就可以完成安裝，我們可從英特爾?FPGA IP庫選擇這個IP并為其設(shè)置參數(shù)。UFM內(nèi)存結(jié)構(gòu)根據(jù)f片上閃存IP內(nèi)核參數(shù)編輯器中指定的配置模式而改變。那么它總共有多少種內(nèi)部配置模式呢？請看下圖。

5種內(nèi)部配置模式

Nios II從UFM就地執(zhí)行，能夠最大限度地降低RAM使用率。因此該啟動解決方案十分適合需要限制片上內(nèi)存使用率的Nios II處理器應(yīng)用。從UFM就地執(zhí)行時，基于BSP設(shè)置，數(shù)據(jù)段（.radata、.rwdata或.eceptions）將從啟動內(nèi)存復(fù)制到RAM中，而只讀代碼段仍存放在片上閃存區(qū)域。

如何調(diào)試存儲在Max 10開發(fā)套件片上閃存中的代碼

Nios II處理器復(fù)位向量指向UFM的基地址，因此系統(tǒng)重置后，代碼會從UFM執(zhí)行，如果您使用源碼級調(diào)試工具調(diào)試應(yīng)用，則需要使用硬件斷點進行調(diào)試，因為UFM不支持隨機內(nèi)存存取。

那么具體該如何調(diào)試代碼呢？

我們可以創(chuàng)造一個從UFM就地執(zhí)行的Nios II應(yīng)用，并使用Nios II軟件構(gòu)建工具中的調(diào)試工具調(diào)試存儲在UFM中的代碼。先創(chuàng)建一個Quartus項目和Qsys系統(tǒng)，如下圖，這是一個在Platform Designer中創(chuàng)建的設(shè)計。

如前所述，我們需要使用硬件斷點調(diào)試應(yīng)用。因此，在Qsys設(shè)計中，我們需要啟用硬件斷點。具體操作步驟詳見視頻。【滑稽】不過一定要將硬件斷點要啟用到位，具體可通過選擇JTAG調(diào)試選項卡查看。同時要注意，我們最多可以啟用四個硬件斷點。此外，片上閃存IP一定要添加到設(shè)計中，這樣能便于訪問UFM閃存。

在上面這個設(shè)計中，我們選擇使用的配置模式是單個未壓縮映像。接下來，可以將Nios II處理器中復(fù)位向量設(shè)置為片上閃存IP內(nèi)核，以通過從UFM就地執(zhí)行啟動Nios應(yīng)用。完成這些設(shè)置后，才能夠去生成系統(tǒng)。

接下來，我們可以在Quartus中編譯這個設(shè)計，創(chuàng)建SOF文件。同時，也可以在Nios II軟件構(gòu)建工具中創(chuàng)建一個簡單的Nios II應(yīng)用。在創(chuàng)建完硬件設(shè)計和軟件應(yīng)用后，我們可以使用轉(zhuǎn)換編程文件工具，創(chuàng)建包含UFM數(shù)據(jù)和SOF文件的POF文件。然后，可以使用Quartus編程工具將POF文件編程至Max 10中。

如上圖，已將POF文件編程至Max 10中，并重啟電路板。接下來才是真正開始調(diào)試存儲在片上閃存中的代碼。插入斷點后，想要調(diào)試該應(yīng)用，就得進行“應(yīng)用”、“調(diào)試”、“選擇配置”等一系列操作。（如有不明白的，請詳細(xì)看上面的視頻）在調(diào)試配置中，由于代碼存儲在片上閃存中，所以可能沒有選項“將elf下載到選中的目標(biāo)系統(tǒng)”選擇以啟動處理器并重置選中的目標(biāo)系統(tǒng)。

重點來了！

這個時候如果選擇“啟動停止”，則最多用一個硬件斷點，這也意味著您只能在代碼上設(shè)置另外三個斷點。而如果插入斷點超過4個，就會在開始調(diào)試代碼時遇到錯誤，因為只能使用四個硬件斷點。