嵌入式开发人员必须选择一款处理器，以此决定合适的系统性能。Nios II处理器使用指令和数据存储器分离的存储器结构，具有灵活的结构可修改性，支持自定制指令。Nios II处理器支持片上调试，通过JTAG调试通道，可以实现指令单步、断点、连续运行等调试功能。使用系统开发工具将处理器、外设、存储器和I/O接口集成在单片FPGA中，定制自己设计的系统，并且对各种外围设备的实现提供了强大的支持平台；SOPC Builder系统开发工具可以自动生成组件以及连接组件的总线，quartus ii 软件开发工具可以完成功能模块设计、综合布线和仿真，Nios II ide软件开发工具提供嵌入式应用软件的开发环境和调试环境。所有软件开发任务编辑、构建、程序调试都能够在(IDE)下完成，从而简化了开发过程，降低了系统成本、复杂性以及功耗，缩短了产品上市周期。

组件的可定制性是嵌入式开发的一个特点，SOPC（System on Programmable Chip，片上可编程系统）是Altera公司提出的一种灵活、高效的SOC解决方案。它将处理器、存储器、I/O接口、DMA、定时器等系统设计需要的功能模块集成到一个PLD器件上，构建一个可编程的片上系统。

嵌入式应用软件都是运行在特定的硬件平台上的。我所使用的FPGA为EP1C6Q240C8，如果只是使用FPGA来实现一个串口通信，那么在Nios II IDE中使用Nios II device drivers来写一个串口通讯程序是容易实现的，但是我们的程序要保存一些数据到FLASH中，Nios II device drivers虽然提供了HAL和c库，但是没有提供可读写的文件系统，所以我们就选了提供文件系统支持的eCos嵌入式操作系统来实现所需要的功能。那么eCos怎么移植到nios II处理器上，又怎样在这样一个平台上开发串口通信程序呢！我把设计的过程分为三部分：硬件平台设计，eCos库的编译，串口通信程序开发和调试。

硬件平台设计

      根据fpga型号和flash类型先要制作目标板。Quartus ii有一个命令mk_target_board是用来制作目标板的，参看该命令的使用帮助请参考Quartus ii安装路径document目录下的flash-program-guide.pdf。生成目标板工程后，启动quartus ii 5.0和sopc builder软件设计该目标板工程，sopc builder软件完成UART、FLASH、RAM组件的添加和编译。quartus ii 5.0软件进行综合布线，编译生成flash program file(一个sof文件)。   

然后使用quartus ii 5.0和sopc Builder软件设计我们的应用工程，在sopc builder软件中选择我们自己设计的目标板。添加必需的组件和模块，串口通信需要的UART组件，保存数据的FLASH组件等。分配管脚、编译，生成FPGA硬件配置文件（也是sof文件）。Sopc Builder生成的ptf文件也是我们在后面配置ecos库的时候要用到的文件。

eCos库编译

eCos可以到Redhat的网站或者Nios Community论坛找到，Nios论坛的eCos是移植了的版本，而redhat网站上的还要自己移植到Nios II上。移植了的版本支持这些Altera的Avalon设备组件：Timer、UART、JTAG UART、Lan91C111、Ethernet Chip、LCD 16207 Panel、Compact Flash等，后面提到的eCos都是指移植了的版本。安装移植了的版本eCos需要一个条件，就是quartus II软件要满足版本需求，现在Nios论坛上的eCos已经开发到5.1版了

nios2configtool --ptf=/ecos-c/info_aquire/niosii_c.ptf  --cpu=cpu

参数niosii_c.ptf是我们在设计应用工程时生成的文件，cpu是使用Sopc Builder定制接口时添加Nios II处理器的名字。接着出现如下图形配置界面：

 根据具体的UART芯片型号，从package目录选择相应芯片的驱动加入，如果需要的UART芯片驱动不存在，则可以参考已有的UART芯片驱动进行修改。

打开菜单“build->package”添加“serial device drivers”包和“FLASH device drivers”包，把我们需要的包添加完后，就可以编译eCos库了，打开菜单“build->library”编译生成eCos库，它包含include文件目录、lib文件目录和program_flash文件。然后可以使用Nios II IDE集成开发工具开发基于eCos嵌入式操作系统的串口通信程序。

串口通信程序开发和调试

  1）配置开发环境

打开Nios II IDE软件，新建一个“advanced c/c++ project”工程，选择我们串口通信程序所在的文件夹的目录路径。然后在“build command”中输入我们的定制编译命令：

make  INSTALL_DIR=/ecos-c/info_aquire/vehicle_install

这个目录/ecos-c/info_aquire/vehicle_install是我们的编译生成的eCos库所在的目录，不要和串口通信程序所在的目录混淆。

  2) 串口通信程序设计

程序工作原理：从PC机发送一条十六进制格式的数据包到串口通讯程序，串口通讯程序的读数据线程首先对接收到的数据进行判断，如果接收到包头标志，则重新开始填充缓冲区，如果接收到包尾标志，则将缓冲区数据传递给处理数据线程对数据包进行处理。处理数据线程按照包的类型标志进行处理，如果在处理的过程中出现错误，则把错误的信息返回给PC，成功执行了则返回成功的对应标志让PC确认操作执行成功。