doc/README.dk1s10_mldk20

   1
   2 TODO:   specify IDE i/f
   3
   4
   5 ===============================================================================
   6         C P U ,   M E M O R Y ,   I N / O U T   C O M P O N E N T S
   7 ===============================================================================
   8 see also [1]-[5]
   9
  10 CPU:    "LDK2"
  11         32 bit NIOS for 75 MHz
  12         512 Byte for register file (30 levels)
  13         with out instruction cache
  14         with out data cache
  15         2 KByte On Chip ROM with GERMS boot monitor
  16         with out On Chip RAM
  17         MSTEP multiplier
  18         no Debug Core
  19         no On Chip Instrumentation (OCI)
  20
  21         U-Boot CFG:     CFG_NIOS_CPU_CLK             = 75000000
  22                         CFG_NIOS_CPU_ICACHE          = (not present)
  23                         CFG_NIOS_CPU_DCACHE          = (not present)
  24                         CFG_NIOS_CPU_REG_NUMS        = 512
  25                         CFG_NIOS_CPU_MUL             = 0
  26                         CFG_NIOS_CPU_MSTEP           = 1
  27                         CFG_NIOS_CPU_DBG_CORE        = 0
  28
  29 IRQ:     Nr.  | used by
  30         ------+--------------------------------------------------------
  31          16   | TIMER0    |  CFG_NIOS_CPU_TIMER0_IRQ = 16
  32          17   | UART0     |  CFG_NIOS_CPU_UART0_IRQ  = 17
  33          18   | UART1     |  CFG_NIOS_CPU_UART1_IRQ  = 18
  34          20   | LAN91C111 |  CFG_NIOS_CPU_LAN0_IRQ   = 20
  35          25   | IDE0      |  CFG_NIOS_CPU_IDE0_IRQ   = 25
  36
  37 MEMORY:  8 MByte Flash
  38         16 MByte SDRAM
  39
  40 Timer:  TIMER0: high priority programmable timer (IRQ16)
  41
  42         U-Boot CFG:     CFG_NIOS_CPU_TICK_TIMER      = 0
  43                         CFG_NIOS_CPU_USER_TIMER      = (not present)
  44
  45 PIO:     Nr.  | description
  46         ------+--------------------------------------------------------
  47          PIO0 | CFPOWER:    1 output to controll CF power supply
  48          PIO1 | BUTTON:     4 inputs for user push buttons (no IRQ)
  49         ------+--------------------------------------------------------
  50          not  | LCD:       11 in/outputs for ASCII LCD
  51          pres.| LED:        8 outputs for user LEDs
  52               | SEVENSEG:  16 outputs for user seven segment display
  53               | RECONF:     1 in/output for . . . . . . . . . . . .
  54               | CFPRESENT:  1 input for CF present event (IRQ35)
  55               | CFATASEL:   1 output to controll CF ATA card select
  56
  57         U-Boot CFG:     CFG_NIOS_CPU_BUTTON_PIO      = 1
  58                         CFG_NIOS_CPU_LCD_PIO         = (not present)
  59                         CFG_NIOS_CPU_LED_PIO         = (not present)
  60                         CFG_NIOS_CPU_SEVENSEG_PIO    = (not present)
  61                         CFG_NIOS_CPU_RECONF_PIO      = (not present)
  62                         CFG_NIOS_CPU_CFPRESENT_PIO   = (not present)
  63                         CFG_NIOS_CPU_CFPOWER_PIO     = 0
  64                         CFG_NIOS_CPU_CFATASEL_PIO    = (not present)
  65
  66 UART:   UART0: fixed baudrate of 115200, fixed protocol 8N2,
  67                without handshake RTS/CTS (IRQ17)
  68         UART1: fixed baudrate of 115200, fixed protocol 8N1,
  69                without handshake RTS/CTS (IRQ18)
  70
  71 LAN:    SMsC LAN91C111 with:
  72           - offset 0x300 (LAN91C111_REGISTERS_OFFSET)
  73           - data bus width 32 bit (LAN91C111_DATA_BUS_WIDTH)
  74
  75 IDE:    (TODO)
  76
  77
  78 ===============================================================================
  79         M E M O R Y   M A P
  80 ===============================================================================
  81
  82 - - - - - - - - - - -   external memory   - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
  83
  84   0x02000000 ---32-----------16|15------------0-    CFG_NIOS_CPU_STACK
  85   0x02000000 --+32-----------16|15------------0+
  86                |               .               | \ \
  87                |               .               | | |
  88                |               .               | |  > stack area
  89                |               .               | | |
  90                |               .               | | V
  91                |               .               | |
  92                |               .               | |
  93   SDRAM        |               .               |  > CFG_NIOS_CPU_SDRAM_SIZE
  94                |               .               | |   = 0x01000000
  95                |               .               | |
  96   0x01000100   |- - - - - - - - - - - - - - - -+-|-
  97                |               .               | | \
  98                |               .               | | |
  99                |               .               | |  > CFG_NIOS_CPU_VEC_SIZE
 100                |               .               | | |   = 0x00000100
 101                |                               | / /
 102   0x01000000   |- - - - - - - - - - - - - - - -+- - CFG_NIOS_CPU_VEC_BASE
 103   0x01000000 ---32-----------16|15------------0-    CFG_NIOS_CPU_SDRAM_BASE
 104                |  sector 127                   | \
 105     + 0x7f0000 |- - - - - - - - - - - - - - - -| |
 106                |               :               | |
 107   Flash        |-   -   -   -  :  -   -   -   -|  > CFG_NIOS_CPU_FLASH_SIZE
 108                |  sector 1     :               | |   = 0x00800000
 109     + 0x010000 |- - - - - - - - - - - - - - - -| |
 110                |  sector 0 (size = 0x10000)    | /
 111   0x00800000 ---8-------------4|3-------------0-    CFG_NIOS_CPU_FLASH_BASE
 112                |                               |
 113                :              gap              :
 114                :                               :
 115
 116 - - - - - - - - - - -    external i/o     - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
 117
 118                :                               :
 119                :              gap              :
 120                |                               |
 121   0x00020000 ---32-----------16|15------------0-
 122                |              gap              | \
 123   0x00010310 --+-------------------------------| |
 124                |                               | |
 125                |  register bank (size = 0x10)  | |
 126                | +--------.---.---.---         | |
 127                | | bank 0 \ 1 \ 2 \ 3 \        | |
 128                | |---------------------------+ | |
 129   LAN91C111    | | BANK        | RESERVED    | | |
 130                | |- - - - - - -|- - - - - - -| |  > na_enet_size
 131                | | RPCR        | MIR         | | |   = 0x00010000
 132                | |- - - - - - -|- - - - - - -| | |
 133                | | COUNTER     | RCR         | | |
 134                | |- - - - - - -|- - - - - - -| | |
 135                | | EPH STATUS  | TCR         | | |
 136                | +---------------------------+ | |
 137   0x00010300 --+--LAN91C111_REGISTERS_OFFSET---| |
 138                |              gap              | /
 139   0x00010000 ---32-----------16|15------------0-    CFG_NIOS_CPU_LAN0_BASE
 140                |                               |
 141                :              gap              :
 142                :                               :
 143
 144 - - - - - - - - - - -     on chip i/o     - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
 145
 146                :                               :
 147                :              gap              :
 148                |                               |
 149   0x00000980 ---32-----------16|15------------0-
 150                |               |               | \
 151                :  (real size   :               : |
 152   IDE i/f      :   and content :               :  > 0x00000080
 153   [5]          :   unknown)    :               : |
 154                |               |               | /
 155   0x00000900 ---32-----------16|15------------0-    CFG_NIOS_CPU_IDE0
 156                |                               | \
 157                :              gap              :  > (space for PIO4..7)
 158                |                               | /
 159   0x000008c0 ---32-----------16|15------------0-
 160                |                     (unused)  | \
 161         + 0x1c |- - - - - - - - - - - - - - - -| |
 162                |                     (unused)  | |
 163         + 0x18 |- - - - - - - - - - - - - - - -| |
 164                |                     (unused)  | |
 165         + 0x14 |- - - - - - - - - - - - - - - -| |
 166   UART1        |                     (unused)  |  > 0x00000020
 167   [2]   + 0x10 |- - - - - - - - - - - - - - - -| |
 168                |  control (10 bit)       (rw)  | |
 169         + 0x0c |- - - - - - - - - - - - - - - -| |
 170                |  status (10 bit)        (rw)  | |
 171         + 0x08 |- - - - - - - - - - - - - - - -| |
 172                |  txdata (8 bit)         (wo)  | |
 173         + 0x04 |- - - - - - - - - - - - - - - -| |
 174                |  rxdata (8 bit)         (ro)  | /
 175   0x000008a0 ---32-----------16|15------------0-    CFG_NIOS_CPU_UART1
 176                |                               | \
 177                :              gap              :  > (space for PIO2..3)
 178                |                               | /
 179   0x00000880 ---32-----------16|15------------0-
 180                |  edgecapture (4 bit)    (rw)  | \
 181         + 0x0c |- - - - - - - - - - - - - - - -| |
 182   PIO1         |  interruptmask (4 bit)  (rw)  | |
 183   [4]   + 0x08 |- - - - - - - - - - - - - - - -|  > 0x00000010
 184                |                     (unused)  | |
 185         + 0x04 |- - - - - - - - - - - - - - - -| |
 186                |  data (4 bit)           (ro)  | /
 187   0x00000870 ---32-----------16|15------------0-    CFG_NIOS_CPU_PIO1
 188                |                     (unused)  | \
 189         + 0x0c |- - - - - - - - - - - - - - - -| |
 190   PIO0         |                     (unused)  | |
 191   [4]   + 0x08 |- - - - - - - - - - - - - - - -|  > 0x00000010
 192                |                     (unused)  | |
 193         + 0x04 |- - - - - - - - - - - - - - - -| |
 194                |  data (1 bit)           (wo)  | /
 195   0x00000860 ---32-----------16|15------------0-    CFG_NIOS_CPU_PIO0
 196                |                     (unused)  | \
 197         + 0x1c |- - - - - - - - - - - - - - - -| |
 198                |                     (unused)  | |
 199         + 0x18 |- - - - - - - - - - - - - - - -| |
 200                |  snaph (16 bit)         (rw)  | |
 201         + 0x14 |- - - - - - - - - - - - - - - -| |
 202   TIMER0       |  snapl (16 bit)         (rw)  | |
 203   [3]   + 0x10 |- - - - - - - - - - - - - - - -|  > 0x00000020
 204                |  periodh (16 bit)       (rw)  | |
 205         + 0x0c |- - - - - - - - - - - - - - - -| |
 206                |  periodl (16 bit)       (rw)  | |
 207         + 0x08 |- - - - - - - - - - - - - - - -| |
 208                |  control (4 bit)        (rw)  | |
 209         + 0x04 |- - - - - - - - - - - - - - - -| |
 210                |  status (2 bit)         (rw)  | /
 211   0x00000840 ---32-----------16|15------------0-    CFG_NIOS_CPU_TIMER0
 212                |                               | \
 213                :              gap              :  > (space for UART2)
 214                |                               | /
 215   0x00000820 ---32-----------16|15------------0-
 216                |                     (unused)  | \
 217         + 0x1c |- - - - - - - - - - - - - - - -| |
 218                |                     (unused)  | |
 219         + 0x18 |- - - - - - - - - - - - - - - -| |
 220                |                     (unused)  | |
 221         + 0x14 |- - - - - - - - - - - - - - - -| |
 222   UART0        |                     (unused)  |  > 0x00000020
 223   [2]   + 0x10 |- - - - - - - - - - - - - - - -| |
 224                |  control (10 bit)       (rw)  | |
 225         + 0x0c |- - - - - - - - - - - - - - - -| |
 226                |  status (10 bit)        (rw)  | |
 227         + 0x08 |- - - - - - - - - - - - - - - -| |
 228                |  txdata (8 bit)         (wo)  | |
 229         + 0x04 |- - - - - - - - - - - - - - - -| |
 230                |  rxdata (8 bit)         (ro)  | /
 231   0x00000800 ---32-----------16|15------------0-    CFG_NIOS_CPU_UART0
 232
 233 - - - - - - - - - - -  on chip memory 1   - - - - - - - - - - -
 234
 235   0x00000800 ---32-----------16|15------------0-
 236                |               :               | \
 237                |               :               | |
 238   GERMS        |               :               |  > CFG_NIOS_CPU_ROM_SIZE
 239                |               :               | |   = 0x00000800
 240                |               :               | /
 241   0x00000000   |- - - - - - - - - - - - - - - -+- - CFG_NIOS_CPU_RST_VECT
 242   0x00000000 ---32-----------16|15------------0-    CFG_NIOS_CPU_ROM_BASE
 243
 244 ===============================================================================
 245         F L A S H   M E M O R Y   A L L O C A T I O N
 246 ===============================================================================
 247
 248   0x01000000 ---8-------------4|3-------------0-
 249                |               :               | \
 250   SAFE         |               :               |  > 1 MByte
 251   FPGA conf.   |               :               | /    (NOT usable by software)
 252   0x00f00000 --+- - - - - - - -:- - - - - - - -+-
 253                |               :               | \
 254   USER         |               :               |  > 1 MByte
 255   FPGA conf.   |               :               | /    (NOT usable by software)
 256   0x00e00000 --+- - - - - - - -:- - - - - - - -+-
 257                |               :               | \
 258                |               :               | |
 259   WEB pages    |               :               |  > 2 MByte
 260                |               :               | |    (provisory usable)
 261                |               :               | /
 262   0x00c00000 --+- - - - - - - -:- - - - - - - -+-
 263                |               :               | \
 264                |               :               | |
 265                |               :               | |
 266                |               :               |  > 4 MByte free for use
 267                |               :               | |
 268   0x00840000 --+- - - - - - - -:- - - - - - - -+-|- u-boot environment
 269                |               :               | /
 270   0x00800000   |- - - - - - - -:- - - - - - - -+- - u-boot _start()
 271   0x00800000 ---8-------------4|3-------------0-
 272
 273
 274 ===============================================================================
 275         R E F E R E N C E S
 276 ===============================================================================
 277 [1]     http://www.altera.com/literature/manual/mnl_nios_board_stratix_1s10.pdf
 278 [2]     http://www.altera.com/literature/ds/ds_nios_uart.pdf
 279 [3]     http://www.altera.com/literature/ds/ds_nios_timer.pdf
 280 [4]     http://www.altera.com/literature/ds/ds_nios_pio.pdf
 281 [5]     http://www.opencores.org/projects/ata/
 282         http://www.t13.org/index.html
 283
 284
 285 ===============================================================================
 286 Stephan Linz <linz@li-pro.net>