本节书摘来异步社区《嵌入式C编程实战》一书中的第1章，第1.4节，作者：【瑞典】Lars Bengtsson（本特松）, Lennart Lindh（林德），更多章节内容可以访问云栖社区“异步社区”公众号查看

1.4　硬件−FPGA设备

本书中使用的所有案例都是基于灵活性极大的FPGA设备上完成的。如果一个设计师使用单片机工作时，他仅仅能完成对硬件架构的测试。但是，如果选用了FPGA，他将能通过设置I/O来实现对所有的从简单到复杂的多处理器体系结构的实验设计。因此，FPGA是最适合进行应用设计教育和学习的平台。

从逻辑上讲，这些FPGA设备可以按照设计师所设想的任何方式进行连接。图1.7显示了FPGA设备的灵活性。左边是一个简单的设计，右边是一个使用了两个32位CPU的复杂设计。

可以通过http://www.***.com/watch？v=gUsHwi4M4xE访问Dave Jones的EEV博客，看到他发布在***上的视频（视频的前15分钟都是关于FPGA的），了解FPGA的知识。

本书将不会对FPGA进行更深入的讨论。

1.4.1　软件

软件可以使用多种方式来描述。软件的一种特性就是串行性（顺序执行），但是，CPU的工作速度很快，因此设计师会认为多个程序是可以并行执行的。这是使用处理硬件组件的相同方式来处理软件的关键。

软件中的组件包含任务、线程、过程、函数、设备驱动程序等。

图1.8中说明了如果一个设计者在C文件中包含了“#include ”这条语句就可以使用stdio这个库文件。检查你的软件工具支持的各种标准库文件是一个好主意。

一个使用C语言的简单组件（函数）的例子；“void print_pix（alt_u16 x, alt_u16 y,alt_u8 rgb）”，“Print_pix”在坐标为（x,y）上的一个像素点写入了一个“RGB”（红绿蓝）颜色。

1.4.2　硬件和软件之间的接口

软件和硬件如同两个不同的世界，为了管理它们之间的接口，须使用软件设备驱动来控制软件，使用寄存器来控制硬件。这里有很多的用于软件和硬件进行通信的标准协议，下面给出了一些实例。

使用软件向硬件写入信息。
使用软件从硬件读取信息。
硬件产生到软件的中断。
如图1.9所示，接口用来连接不同的组件，它包括各种软件和硬件。这种类型的软件叫做设备驱动程序。

各种不同设备的驱动程序必须被添加到项目中。图1.10中给出了UART的设备驱动程序被添加到项目后的样子。在Altera的软件开发工具中，所有的工艺相关部分都保存在板级支持包（BSP）中。应用程序软件是针对产品的。