笔记No.4 无法进行寄存器方式操作PIO的问题

　　原来用寄存器访问的方式操作PIO,Timer等设备（跟黑金教程学的），感觉非常好用。这两天，却被这东西纠结着，无法用寄存器访问的方式操作设备了。刚才百度了一下，发现一篇文章描述是因为Nios CPU用了Nios II/f的原因。想想，的确是换了CPU。　

　　现在摘录原文如下，只是怕麻烦所以自己没有尝试，哪位试过了告知一下，谢谢。

　　在NIOS II/f中，DATA CACHE（数据高速缓存）被打开了，在其他两种CPU中这个地方时灰的不能用的，就是说只有NIOS II/f数据高级缓存才打开的。

　　那Data Cache到底是什么呢，芯片手册上是这样介绍的，（引自《n2cpu_nii5v1.pdf》的2-12页）

      Cache memory resides on-chip as an integral part of the Nios II processor core. The cache memories can improve the average memory access time for Nios II processor systems that use slow off-chip memory such as SDRAM for program and data storage.

      简单的说，Data Cache是像电脑的一级缓存二级缓存一样的东东，就是为了提高系统速度的。可是有个这个高速缓冲区后，我们的代码执行时间却变得不可确定了，降低了程序 的实时性。我们发出的数据，放到了高速缓冲区里而没有及时的去执行才导致代码不执行，没有显示效果。想要了解Cache memory相关内容的可以参考http://www.altera.com/literature/hb/nios2 /n2sw_nii52007.pdf

      既然知道原因了，那我们该如何解决呢。方法有两个：

      第一种就是在建立NIOS II/f的时候，将Data Cache设置为0，就是说关闭Data Cache。如下图所示，这样就不存在Dache Cache了，这个办法彻底吧。

　　第二种是在开启了Data Cache前提下，通过软件来解决。http://www.altera.com/literature/hb/nios2 /n2sw_nii52007.pdf这里面有所介绍，就是通过31-bit Cache bypass。什么意思呢，很简单，NIOS II将寄存器的第31位作为了Cache 开启与否的控制位，如果此位为1，则Cache关闭不启用，否则就开启。一般情况我们是不会注意到这个的，所以才会出现无法控制LED的情况。我们把最简 单的程序修改一下，如下所示：

 1 #include <unistd.h>
 2 #include "system.h"


#define LED  *(volatile unsigned long *)(LED_BASE | (1 << 31) //这个地方要注意了，多了（1<<31）
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　//这就是bypass Cache，关闭Cache

int main(void)

{

    while(1){

        LED = 1;
        usleep(100000);
        LED = 0;
        usleep(100000);
    }

    return 0;
}

      两种方法都讲完了，我更推荐第一种，斩草除根式。大家要注意，只有使用NIOS II/f这种类型的CPU才会出现这种问题。