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Nios_存储器地址对齐及SRAM存储器读写测试

 rookie 2010-03-02

首先要明确的是地址对齐的方式是对Avalon slave 来说的,Avalon master无所谓地址对齐的方式也没有这个选项。不管Avalon master的端口宽度是多少,其地址线的最低位都代表字节地址,即Avalon master的地址只有一种就是字节地址。另外,Avalon三态桥出来的地址也是字节地址,所以连接Avalon三态桥的16位宽度的器件,最低地址位必须和三态桥的A1相连,而不是A0。同理,连接Avalon三态桥的32位宽度的器件,其最低地址位必须和三态桥的A2相连。

对Avalon slave来说,有两种地址对齐方式:动态地址对齐和静态地址对齐。

动态地址对齐:

动态地址对齐可以自动适应和Avalon master端口宽度不同的器件,而同时保持地址增长的方式是以字节为单位增长的方式。匹配不同端口宽度的master和slave时使用动态地址对齐方式可以得到一个连续的存贮器空间。但动态地址对齐在读操作的时候有附作用。当一个32位Nios II core读一个8位宽的slave时,物理会产生4次8位的读操作,而读一个16位宽的slave时,则要产生2次的读操作。大部分寄存器类型的外设不能容忍这种附作用,所以动态地址对齐一般不适合用于寄存器外设,主要用于存贮器。如果外部存贮器的宽度大于8位时,比如16位或32位,则必然有字节使能信号,以便进行字节粒度的写操作。所以在为这些存贮器做接口的时候,如果采用动态地址对齐的方式,则一定要连接字节使能信号。

静态地址对齐:

静态地址对齐的地址增长单位是Avalon master的端口宽度,每次读写都只对应一次操作没有什么附作用。但在匹配不同端口宽度的master和slave时,地址不能自动调整,某些地址没有相应的物理实体和它对应。当一个32位的Nios II core读一个8位宽的slave时,其获得的32位数据低8位从slave获取,而高24位则没有定义。同样,当它读16宽的slave时,其获得的32位数据低16位从slave获取,而高16位则没有定义。当Nios II core想继续读下一个8位(或16位)时,则需要增长字节地址4。除非你一定需要一个连续的地址空间,否则使用静态地址对齐方式是比较保险的方式。

读写操作:

IORD和IOWR通常用于读写静态地址对齐的slave,而IORD_XXDIRECT和IOWR_XXDIRECT通常用于读写动态地址对齐的slave。但其实也可以交叉使用,即用IORD和IOWR读写动态地址对齐的slave,用IORD_XXDIRECT和IOWR_XXDIRECT读写静态地址对齐的slave,条件是你要正确的计算地址。IORD_XXDIRECT和IOWR_XXDIRECT以字节为单位,而IORD和IOWR以word(32位)单位。

在测试UP3的SRAM时发现:

(1)如果使用IOWR_16DIRECT()执行SRAM读写时,如果使用Base_address和Offset_address之和为奇地址,则存储器写操作会导致紊乱,

     如写0x10000+0x01地址,则发现同时更改了0x10000+0x0开始的一个半字和0x10000+0x02开始的一个半字。如果是偶地址则OK。

(2)如果只使用SRAM,所有的代码及变量都放在SRAM中。执行SRAM测试时发现最高地址的几个半字单元的数据总是会变化,后来检查发现

     是这些区域被局部变量占用了。但尚未从文档中找到.text,.rodata,.rwdata如何存放在内存中及其地址分配的。

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