如何从Altera Cyclone V SoC直接写入FPGA外设？

核心逻辑和NIOS II的IOWR一致，本质是将访问FPGA外设的地址段配置为非缓存、强序/设备内存类型，跳过缓存同步步骤直接将数据送到AXI总线发给FPGA外设，具体实现方式如下：

方法1：使用hwlib自带的非缓存写入接口 #

hwlib本身已经提供直接写入的专用函数，很多开发者容易忽略：

• 直接调用alt_write_direct_word即可，不需要额外做内存配置，传入FPGA外设对应的HPS物理地址和要写入的值即可，底层默认走非缓存地址段访问。

注意：需要确认传入的物理地址和Platform Designer中给FPGA外设分配的HPS地址映射范围一致，不要传入虚拟地址。

方法2：手动配置内存属性封装自定义读写函数 #

如果需要适配自己的业务逻辑封装专属接口，按以下步骤操作：

1. 首先确认FPGA外设的地址段在Platform Designer中分配的HPS物理地址范围，Cyclone V SoC默认给FPGA外设预留的地址段通常为0xC0000000 ~ 0xFFFFFFFF。
2. 如果运行在Linux用户态，调用mmap映射该物理地址段时，权限设置为PROT_WRITE | PROT_READ，flags参数添加MAP_SHARED，映射完成后调用mprotect将对应虚拟地址段的内存属性设置为非缓存设备类型，ARM平台对应配置PROT_NOCACHE相关属性宏即可（宏定义以你使用的交叉编译器头文件为准）。
3. 如果是裸机开发，直接在MMU配置表中将对应FPGA外设物理地址段的属性设置为强序非缓存内存，不需要做地址映射，直接访问物理地址即可。
4. 封装自定义读写函数，必须加volatile关键字防止编译器优化掉读写操作，示例代码如下：

// base为映射后的虚拟地址基址（裸机环境下直接填物理地址）
#define MY_IOWR(base, offset, data) (*(volatile unsigned int *)((base) + (offset)) = (data))
#define MY_IORD(base, offset) (*(volatile unsigned int *)((base) + (offset)))

注意事项 #

• 仅对地址加volatile关键字无法跳过缓存，必须先完成内存属性的非缓存配置，否则写入操作还是会先到缓存，不会实时同步到FPGA外设。
• 非缓存配置完成后不需要手动调用缓存同步接口，写入操作会直接送到FPGA侧，和NIOS II的IOWR效果完全一致。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者LowK