# 使用make配置编译RISC-V应用程序
以下操作步骤是在win10系统下进行，Linux系统大同小异。

## 准备工作
  * 小脚丫FPGA开发板 STEP-CYC10
  * 安装Intel Quantus Prime Lite18.1版本以上
  * 安装RISC-V工具链
  * 安装Git
  * 安装Python3及pyserial包


**准备1：安装小脚丫FPGA开发板 STEP-CYC10**\\ 小脚丫STEP-CYC10 是一款基于Intel Cyclone10设计的FPGA开发板。板卡尺寸只有72mm×40mm。核心FPGA芯片选用了Intel公司Cyclone 10 LP系列的10CL016YU256C8G，相比于前一代的Cyclone IV系列的FPGA，它的性能更强，功耗更低，板上的FPGA芯片资源达16000逻辑单元（LEs），同时该板卡最高支持10CL025YU256芯片。另外，板卡上集成了USB Blaster编程器、SDRAM、FLASH等多种外设。板上预留了PCIE子卡插座，你可以方便的进行扩展。
{{ :step_cyc10_fpga开发板资源.png?nolink&600 |}}
STEP-CYC10板卡上集成的编程器能够完美支持开发工具Quartus Prime，你只需要一根MicroUSB连接线就能够完成FPGA的编程仿真和下载，使用更加方便。

**准备2:Intel Quantus Prime软件**\\ Quartus Prime是Altera被Intel收购之后推出的免费、强大的设计软件，包括了从设计输入到综合直至优化、验证以及仿真等各个阶段所需的一切功能。Quartus Prime Lite是大批量器件系列的理想设计工具，可以免费下载使用。Quartus Prime下载安装、使用[[quartus_prime的使用|Quartus Prime下载安装、使用]]

**准备3:安装RISC-V工具链**\\ 我们使用高级编程语言比如C/C++编写的程序最终要编译成机器代码（二进制文件），才可以运行在CPU上运行，因此用于编译处理程序的软件工具链是必不可少的，嵌入式软件工具链中主要包括交叉编译器和链接器，此外还包含了许多的辅助工具。RISC-V工具链是开源的，源代码分享在github 上[[https://github.com/riscv/riscv-tools|riscv-tools]]，这里我们使用GNU MCU Eclipse 中的RISC-V工具链[[https://gnu-mcu-eclipse.github.io/toolchain/riscv/|The RISC-V Embedded GCC]]，
  - 下载安装，下载链接[[https://github.com/gnu-mcu-eclipse/riscv-none-gcc/releases/download/v7.2.0-1-20171109/gnu-mcu-eclipse-riscv-none-gcc-7.2.0-1-20171109-1926-win64-setup.exe|v7.2.0-1-20171109 release]]，[[https://pan.baidu.com/s/1XntB7JsVkkwEER4s3gDB_g|百度网盘下载]]
  - 增加环境变量：安装完成后需要在系统环境变量中增加$PATH：C:\Program Files\GNU MCU Eclipse\RISC-V Embedded GCC\7.2.0-1-20171109-1926\bin

**准备4:安装Git**\\ Git是目前世界上最先进的分布式版本控制系统（没有之一），是使用最多的版本管理工具，[[https://git-scm.com/downloads|Git下载]]，关于Git的下载、安装和使用，推荐学习廖雪峰的教程[[https://www.liaoxuefeng.com/wiki/896043488029600|Git教程]]。

**准备5:安装Python3及pyserial包**\\ 编写软件并编译出.elf的镜像文件之后，需要使用一个名为 reindeer_config.py 的Python脚本将数据下载到Reindeer_Step运行。因此我们需要在电脑上安装Python3。
  - [[https://www.python.org/downloads/windows/|Python3下载]]，注意安装时选择添加环境变量。
  - 安装pyserial包，脚本程序reindeer_config.py中使用了串口模块pyserial，因此需要手动安装：打开命令行终端输入：pip3 install pyserial。


## 操作步骤
  * 1.获取PulseRain Reindeer_Step MCU软核
  * 2.配置软核到STEP-CYC10 FPGA开发板
  * 3.开发MCU应用程序并编译
  * 4.下载软件程序到开发板并运行

**步骤1：获取PulseRain Reindeer_Step MCU软核**

本次移植的是在PulseRain Reindeer处理器内核基础上，改进的Reindeer_Step软核，该软核根据STEP CYC10开发板的特点做了如下改进：

  * 增加了SDRAM控制器，以利用板上的8M动态内存作为代码和数据内存。
  * 增加了对板上硬件资源的支持，如目前增加了UART外设和GPIO外设，并持续更新中。
  * 开发了相关的Arduino Support Package，使得用户可以通过Arduino开发环境来直接对软核处理器编程。
{{ :pulserain_reindeer_step_mcu软核结构.png?nolink&700 |}}

软核源文件：\\
{{::reindeer_step_v1.15.rar|}}


**步骤2：配置软核到STEP-CYC10 FPGA开发板**

直接从GitHub上clone的项目已默认编译出sof文件，编译后资源占用情况如下图所示：
{{ :pulserain_reindeer_step_mcu软核编译报告.png?nolink&500 |}}
使用Micro USB数据线连接PC和开发板后，使用Quartus Prime软件可以直接下载到FPGA。但是sof文件是下载到FPGA的SRAM，掉电会丢失，在CYC10上板载了一块SPI Flash，我们可以将sof文件转换为jic文件，通过JTAG下载到Flash中，每次上电时FPGA会将配置数据读取到SRAM中运行。
{{ :使用quartus_prime文件转换工具将sof文件转换为jic文件.png?nolink&500 |}}
如果不熟悉Quartus prime的使用可以先学习这里的上手教程quartus_prime的使用。\\ 如果不熟悉FPGA的开发可以先学习我们的FPGA入门教程。

**步骤3：开发MCU应用程序并编译**
在software文件夹中有可以运行在Reindeer_Step软核的驱动程序。\\
在这个文件夹中打开命令行终端，如果装有Git的话，可以直接右键，选择git bash here，\\
输入命令“make”\\
{{::risc-v-make.png?600|}}

如果输出Linking step.elf表示编译通过并生成了程序镜像step.elf，如果报错，请检查RISC-V工具链是否安装并设置过环境变量。\\

**步骤4：下载软件程序到开发板并运行**
在scripts文件夹中有几个Python文件，这其中包括用于下载的脚本，在这个文件夹中启动命令行终端，可以使用window power shell或cmd，在文件夹窗口点击左上角，选择“打开windows powershell”。\\
{{::risc-v-下载.png?600|}}

输入
<code>

python reindeer_config.py --port=COM4 --reset --image D:\XXXX\Reindeer_Step\software\step.elf --console_enable --run

</code>

上面命令中COM4替换为自己电脑中插入板子串口USB后的端口号 \\
D:\XXXX\ 替换Wie自己电脑中文件所在目录。\\

回车运行。\\
{{::risc-v-运行.png?600|}}

如果报错请根据提示信息调试。\\
## 返回目录
  * [[fpga_risc-v|基于FPGA与RISC-V的嵌入式系统设计]]
      - [[reindeer_step_arduino|使用Arduino IDE开发RISC-V处理器]]
      - [[reindeer_step_make|使用make配置编译RISC-V应用程序]]