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--- reindeer_step_arduino [2020/01/08 20:12]
group003 创建
+++ reindeer_step_arduino [2020/01/16 23:21] (当前版本)
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-#### 在小脚丫FPGA板上玩转开源农场（FARM）FPGA+Arduino+RISC-V+Make
+# 使用Arduino IDE开发RISC-V处理器
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-经过美国PulseRain Technology与小脚丫团队的不懈努力，在小脚丫Cyclone10开发板上成功移植了PulseRain Reindeer RISC-V 软核，并且开发了配套Arduino IDE的板子支持包，使得用户可以通过Arduino开发环境直接对嵌入到FPGA中的RISC-V软核进行编程。说到这种FPGA+Arduino+软核CPU的开发方式，是不是有种似曾相识的感觉，不错，之前我们就在STEP MAX10开发板上移植过PulseRain Technology的8051软核FT51-1T（[[fpga项目_使用arduino玩转fpga|使用Arduino玩转FPGA]]），采用的正是这种嵌入式开发方式。
-FPGA优秀的性价比和灵活性；开源硬件Arduino及其丰富的软件库；开源的编译器和工具链GNU；再加上如今热度空前的开源处理器RISC-V，形成了一种灵活快速的新型嵌入式开发方式FRAM: FPGA+Arduino+RISC-V+Make。
-{{ :farm_开发模式.png?nolink&400 |}}
-如上图所示，在FARM开发模式下，FPGA成为系统的核心芯片。在FPGA中会包含一个支持RISC-V的开源处理器软核 (RISC-V Soft CPU)。该处理器可以包含一个硬件逻辑实现的代码载入器 (Hardware Based Code Loader)。FPGA也会包含所有的（或大部分的）外部设备实现，这些外部设备和RISC-V通过总线相连。对于无法完全用FPGA实现的功能 (例如传感器），FPGA也会实现其控制部分或者数据的读写。
-上图中RISC-V 软核的编程，可以通过两种方式。对中小型的裸金属 (bare metal)系统，开发者可以直接在Arduino 集成开发环境下编程，并充分利用Arduino提供的软件支持库。编译结果也可以在集成环境下直接写入到FPGA上的RISC-V软核里。当软件规模变大时，软件的配置和编译可以通过Make来实现，并执行和RISC-V软核配套的代码载入工具，下载编译结果。
-在Changyi Gu即将出版的新书《基于FPGA与RISC-V的嵌入式系统设计》中将会详细讨论FRAM这一新型的嵌入式开发方式，敬请期待。
 本次移植的RISC-V软核是由Changyi Gu主持设计的 PulseRain Reindeer 处理器内核，该软核在2018年由RISC-V 基金会官方举办的全球 Soft CPU 设计大赛中脱颖而出，荣获季军 ([[https://riscv.org/2018/10/risc-v-contest/|RISC-V SoftCPU Contest]])。PulseRain Reindeer是一个Von Neumann架构的软CPU，支持RISC-V RV32I [M]指令集，并具有2 x 2流水线架构，是综合平衡了速度和面积的结果，为所有FPGA平台上的软CPU提供了灵活的选择。Pulserain公司特别将该处理器为小脚丫实验平台做了升级改进，可以同时支持DRAM和FPGA片上BRAM，还对外部中断做了更好的支持。（参考源码[[https://github.com/PulseRain/Reindeer_Step|RISC-V Reindeer_Step Soft CPU]]）。
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-=== 准备工作 ===
+## 准备工作
   * 小脚丫FPGA开发板 STEP-CYC10
   * Intel Quantus Prime Lite18.1版本以上
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-=== 操作步骤 ===
+## 操作步骤
   * 获取PulseRain Reindeer_Step MCU软核
   * 配置软核到STEP-CYC10 FPGA开发板
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 Arduino IDE可以支持第三方板子的开发，但是需要安装第三方板卡的支持包。
-打开Arduino IDE，打开 文件——首选项——附加开发板管理器网址，添加如下链接: **https://github.com/PulseRain/Arduino_RISCV_IDE/raw/master/package_pulserain.com_index.json**，确定后，打开 工具——开发板——开发板管理器，在搜索框中输入REINDEER，安装PACKAGE, 目前是1.1.5 版本。
+打开Arduino IDE，打开 文件——首选项——附加开发板管理器网址，添加如下链接: **https://raw.githubusercontent.com/PulseRain/Arduino_RISCV_IDE/master/package_pulserain.com_index.json**，确定后，打开 工具——开发板——开发板管理器，在搜索框中输入REINDEER，安装PACKAGE。
 {{ :安装板子支持包.png?nolink&500 |}}
 下载安装完成后在板卡管理器中有STEP CYC10 Board这个选项。
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 **步骤4：在Arduino IDE中开发应用程序**
-在Arduino IDE 工具一栏，选择开发板为STEP CYC10 Board，下面我们可以开始开发自己的应用程序了，这里我们编写一段应用程序实现[[reindeer_step_arduino_app1|流水灯和串口打印]]的功能：
+在Arduino IDE 工具一栏，选择开发板为STEP CYC10 Board，下面我们可以开始开发自己的应用程序了，
+这里我们编写一段应用程序实现[[reindeer_step_arduino_app1|流水灯和串口打印]]的功能：
+<code c>
+#define P0  (REG_GPIO[0])
+#define P1  (REG_GPIO[1])
+#define P2  (REG_GPIO[2])
+#define P3  (REG_GPIO[3])
+int kkk[1*1024]={999, 1000, 10001, 1898, 8888};
+void setup() {
+  // put your setup code here, to run once:
+   Serial.print(" ====================");
+   P3 = 0xAA;
+   delay (1000);
+}
+int t = 0;
+uint32_t i = 0;
+uint8_t led_position = 0;
+void loop() {
+ Serial.print (i);
+ i = (i + 1) %(1024);
+ Serial.print(" ====================");
+ kkk [i] = kkk [i] + i;
+ Serial.print (kkk[i]);
+ Serial.println (" ");
+ delay (600);
+ led_position = (led_position + 1) % 8;
+ P3 = ~(1 << led_position);
+}
+</code>
 点击Arduino IDE的验证✔选项开始编译，程序编译结果会在下面的信息栏中给出。
 这里建议用户在Preferences对话框 (菜单File / Preferences) 中打开“Show Verbose Output”选项，这样信息栏中会给出详细的编译结果。
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 {{ :程序上传报告.png?nolink&500 |}}
-=== 结果演示 ===
+## 流水灯例子演示效果
 演示效果如下：
 打开串口监视器波特率为115200，可以看到不断打印累加数字，板子上的LED呈现流水灯模式。
 {{ :演示效果.jpg?nolink&500 |}}
 更多外设支持正在持续不断的开发中，接下来也会推出更多好玩的Demo。
+## 综合例子演示
+在源文件夹中，有一个综合demo，我们打开sketch文件夹，full_demo文件夹，打开full_demo.ino文件，这是一个Arduino工程，\\
+在编译这个程序之前，我们需要安装两个库文件：Step_CYC10_I2C.h和Step_CYC10_Seven_Seg_Display.h。\\
+打开 “项目”—“加载库”—“管理库”，搜索“step_cyc10”,安装I2C和数码管显示两个库。
+{{::arduino加载step_cyc10库文件.png?600|}}
+{{::arduino加载step_cyc10库文件2.png?600|}}
+\\
+安装完成之后，编译，下载。
+{{:arduino-risc-v演示.mp4|}}
+## 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]]