《嵌入式C程式設計實戰》 1 4 硬體 FPGA裝置

本書中使用的所有案例都是基於靈活性極大的fpga裝置上完成的。如果乙個設計師使用微控制器工作時，他僅僅能完成對硬體架構的測試。但是，如果選用了fpga，他將能通過設定i/o來實現對所有的從簡單到複雜的多處理器體系結構的實驗設計。因此，fpga是最適合進行應用設計教育和學習的平台。

從邏輯上講，這些fpga裝置可以按照設計師所設想的任何方式進行連線。圖1.7顯示了fpga裝置的靈活性。左邊是乙個簡單的設計，右邊是乙個使用了兩個32位cpu的複雜設計。

本書將不會對fpga進行更深入的討論。

1.4.1　軟體

軟體可以使用多種方式來描述。軟體的一種特性就是序列性（順序執行），但是，cpu的工作速度很快，因此設計師會認為多個程式是可以並行執行的。這是使用處理硬體元件的相同方式來處理軟體的關鍵。

軟體中的元件包含任務、執行緒、過程、函式、裝置驅動程式等。

圖1.8中說明了如果乙個設計者在c檔案中包含了「#include 」這條語句就可以使用stdio這個庫檔案。檢查你的軟體工具支援的各種標準庫檔案是乙個好主意。

乙個使用c語言的簡單元件（函式）的例子；「void print_pix（alt_u16 x, alt_u16 y,alt_u8 rgb）」，「print_pix」在座標為（x,y）上的乙個畫素點寫入了乙個「rgb」（紅綠藍）顏色。

1.4.2　硬體和軟體之間的介面

軟體和硬體如同兩個不同的世界，為了管理它們之間的介面，須使用軟體裝置驅動來控制軟體，使用暫存器來控制硬體。這裡有很多的用於軟體和硬體進行通訊的標準協議，下面給出了一些例項。

使用軟體向硬體寫入資訊。

使用軟體從硬體讀取資訊。

硬體產生到軟體的中斷。

如圖1.9所示，介面用來連線不同的元件，它包括各種軟體和硬體。這種型別的軟體叫做裝置驅動程式。

各種不同裝置的驅動程式必須被新增到專案中。圖1.10中給出了uart的裝置驅動程式被新增到專案後的樣子。在altera的軟體開發工具中，所有的工藝相關部分都儲存在板級支援包（bsp）中。應用程式軟體是針對產品的。