(原創) 如何使用硬體 + μC/OS-II 的方式『播放SD卡內wav檔音樂』? (IC Design) (DE2) (Quartus II) (Nios II) (μC/OS-II)

Abstract
之前已經討論過使用硬體的方式『播放SD卡內wav檔音樂』，本文將討論硬體 + μC/OS-II這種軟硬體合作的方式播放SD卡內wav檔音樂。

使用環境 : Quartus II 6.0 + Nios II 6.0

Introduction
μC/OS-II為一嵌入式real time OS，本文希望能透過OS以軟體的方式控制硬體，播放SD卡內wav檔音樂。

Solution
Step 1:
下載DE2_System_v1.5
從友晶科技的http://www.terasic.com/downloads/cd-rom/de2/下載DE2_System_v1.5.zip

Step 2:
建立DE2_SD_Card_Audio_MicroCOS2目錄
在c:\DE2\下建立[DE2_SD_Card_Audio_MicroCOS2]目錄，將下載的DE2_System_v1.5解壓縮到c:\，將c:\DE2_System_v1.5\DE2_demonstrations\DE2_SD_Card_Audio\下所有檔案複製到c:\DE2\DE2_SD_Card_Audio_MicroCOS2下

Step 3:
將硬體燒進DE2
開啟Quartus II後，載入c:\DE2\DE2_SD_Card_Audio_MicroCOS2\DE2_SD_Card_Audio.qpf，並開啟Programmer，將c:\DE2\DE2_SD_Card_Audio_MicroCOS2\DE2_SD_Card_Audio.sof燒進DE2

Step 4:
將舊的workspace和project刪除
將c:\DE2\DE2_SD_Card_Audio_MicroCOS2\的三個目錄刪除
[.metadata]
[hello_led_0]
[hello_led_0_syslib]

.metadata紀錄舊有workspace資訊，hello_led_0和hello_led_0_syslib則為原來DE2_SD_Card_Audio所建立的專案目錄

Step 5:
切換workspace
開啟Nios II後，切換workspace到c:\DE2\DE2_SD_Card_Audio_MicroCOS2，此時沒有任何專案，因為已經被刪除了。

Step 6:
建立一個新的Nios II C/C++ Application




Step 7:
選擇Hello MicroC/OS-II這個project template，，並選取正確路徑的SOPC Builder System。



Step 8:
建立一個新的System Library


Step 9:
修改hello_ucosii.c
將DE2_System_v1.5.zip中，純硬體的c:\DE2_System_v1.5\DE2_demonstrations\DE2_SD_Card_Audio\hello_led_0\hello_led.c內

#include "basic_io.h"
#include "LCD.h"
#include "SD_Card.h"

int main(void)
}

的int main(void) 內所有的程式碼(不含最後一行return 0)複製到
hello_ucosii.c的void task1(void* pdata)內

將 OS_STK    task2_stk[TASK_STACKSIZE]; 整行刪除

將 #define TASK2_PRIORITY      2 整行刪除

將void task2(void* pdata)整個function刪除

}

將int main(void)內的

OSTaskCreateExt(task2,
                  NULL,
                  (void *)&task2_stk[TASK_STACKSIZE],
                  TASK2_PRIORITY,
                  TASK2_PRIORITY,
                  task2_stk,
                  TASK_STACKSIZE,
                  NULL,
                  0);

刪除

檔頭加上

#include "basic_io.h"
#include "LCD.h"
#include "SD_Card.h"

最後完整程式如下

*/

將DE2_System_v1.5.zip中，純硬體的c:\DE2_System_v1.5\DE2_demonstrations\DE2_SD_Card_Audio\hello_led_0\下的
basic_io.h
LCD.c
LCD.h
SD_Card.h
四個檔複製到
c:\DE2\DE2_SD_Card_Audio_MicroCOS2\hello_ucosii_0\下
最後將hello_ucosii_0 refresh載入這四個檔


Step 10:
執行hello_ucosii_0
將hello_ucosii_0專案Run As Nios II Hardware，就可聽到SD內wav檔的音樂，不過音質似乎不是很好。

Step 11:
將hello_ucosii_0改成release模式
選定hello_ucosii_0，按右鍵選Properties



右側選C/C++ Build，將左側的Configuration改為Release


因為Debug模式下，compiler並未啟動最佳化，因此執行速度較慢，所以音質較差。重新將hello_ucosii_0專案Run As Hardware，就可得到如MP3般的音質了。

Conclusion
藉由這個範例，我們學到了若要將純硬體的系統，改成由μC/OS-II控制硬體，可以透過task的方式驅動。