NIOS II HAL（Hardware Abstraction Layer）

参考：http://blog.sina.com.cn/s/blog_6f36f4fb0100n3nw.html

HAL系统库是一个轻量级的运行环境，提供了简单的与硬件通信的设备驱动程序。

HAL API集成了ANSI C库，这些API允许你使用标准C函数（printf(), fopen(), fwrite()等）。

HAL类似于ARM系统中的BSP（board-support package），提供了一个一致的设备存取界面。

由于SOPC Builder和NIOS II IDE紧密的集成，在SOPC Builder生成硬件系统以后，NIOS II IDE 能够自动生成对应的客户HAL系统库。更新硬件系统设置以后NIOS II IDE能自动更新HAL的驱动设置。

在创建软件项目的时候，NIOS II IDE自动生成并管理HAL系统库。

HAL系统库提供了下列系统服务：

1. 集成newlib。一个ANSI C标准库。（具体可以参考 http://sources.redhat.com/newlib）
2. 设备驱动。这些设备驱动程序提供了常用设备的驱动。同时也是我们学习设备驱动程序开发的范例。
3. HAL API。提供了一个一致的设备存取、中断处理以及ALARM等工具。
4. 系统初始化。在main执行前完成相关的初始化任务。注意这里包含了BOOTLOAD以及程序重定位等工作。所以NIOS II开发中没有象ARM系统开发中涉及BOOTLOAD等问题。
5. 设备初始化。在main前分配设备空间，并初始化设备。

HAL体系结构：

(图)

在NIOS II软件系统开发中，程序员划分为应用程序开发和设备驱动开发。

应用程序开发通过HAL与标准C完成设计，而设备驱动开发则为应用开发提供可用的HAL，他们直接面对的对象是硬件层。

HAL将设备分为不同的类别管理。类别包括：

1、Character-mode devices，定义为连续的收发数据的外围设备，如UART。其中提供HAL API的设备如下：

●UART core

●JTAG UART core

●LCD 16207 display controller

2、Timer devices，计数周期性脉冲，可以产生中断请求的外围设备。其中提供HAL API的设备如下：

●Timer core

3、File subsystems，访问设备中存储的文件。其中提供HAL API的设备如下：

●Altera host based file system

●Altera read-only zip file system

4、Ethernet devices，网络相关设备。其中提供HAL API的设备如下：

●Triple Speed Ethernet MegaCore® function

●LAN91C111 Ethernet MAC/PHY Controller

5、DMA devices，数据传输外围设备。其中提供HAL API的设备如下：

DMA controller core

Scatter-gather DMA controller core

6、Flash memory devices，非易失性存储器外围设备。其中提供HAL API的设备如下：

●Common flash interface compliant flash chips

●EPCS serial configuration device controller

Altera与第三方提供的设备还有很多，对于没有提供API接口的设备，可以通过对应头文件中的宏定义直接访问。无论是Altera还是第三方提供的设备驱动都必须包含头文件，定义设备与硬件的底层接口。这个文件是可以扩展的，可以增减功能。

延伸：程序的编译过程

工具：反汇编程序（使用HDasm工具简单介绍）

利用Nios EDS工具实际查看HAL相关文件，了解相关信息在哪里，编程使用时查看引用。