一、摘要
Altera軟件NIOS II低版本（7.2版本以下，本例程中使用的是6.0版本）中實現TCP/IP所用的協議棧為LWIP，常用的例程有2個，web_server和simple_socket_server，這篇文章將敘述這2個例程實現的過程。這兩個例程參考了友晶科技的DE2_WEB例程。
二、實驗平台
軟件平台：Quartus II 6.0 + Nios II 6.0
硬件平台：DIY_DE2
三、實驗內容1——>實現web_server
1、采用SOPC定制軟核
定制軟核的詳細步驟不再贅述，以上為定制的軟核。
cpu_0需要設置的地方：
Reset Vector：cfi_flash_0、
Exception Vector：sdram_0
必須要添加timer_0，供uC/OS系統所使用
第二個標簽頁：Data Master處，Data Cache設置為None
之后分配地址，分配中斷號，生成即可。
2、硬件電路
采用原理圖的形式，創建頂層文件。
（1）添加生成的軟核；
（2）調用鎖相環IP核；
（3）連線、分配管腳；
（4）編譯、綜合，生成配置文件。
最后原理圖如下圖所示。
需要注意的問題：
（1）軟核程序在SDRAM里面運行，為了使軟核的速度提升，因此SDRAM的頻率和cpu的頻率都設置為100M。cpu時鍾clk_100和sdram操作時鍾clk_50都接PLL的c0，100M，無相位偏移；SDRAM的時鍾管腳SDRAM_CLK連接PLL的c1，100M，偏移-3ns。
（2）DM9000A的時鍾管腳接50M，直接連接晶振的輸入端即可。
（3）復位管腳接高電平VCC即可。
（4）CFI_FLASH的復位管腳FLASH_RESET接高電平VCC即可。
3、軟件方面
（1）打開NIOS II，新建工程，調用web_server工程模板。
（2）添加DM9000A驅動：dm9000a.h和dm9000a.c，將上述兩個文件復制到上步建立的工程文件夾下。
（3）打開文件network_utilities.c，賦予靜態IP。
（4）編譯、下載、運行，之前要先將.sof的配置文件下載到FPGA內。在DOS下輸入ping命令：ping 192.168.2.1，如下圖所示，則可以正常ping通。
如果事先將網頁數據燒錄到FLASH中，在PC打開瀏覽器，則可以在瀏覽器上看到FLASH中的網頁內容。這個實驗之前在DE2板子上做過，這里就不再重復了。
4、工程文件解讀
（1）http.c、http.h：網頁相關文件；
（2）Dm9000a.h、dm9000a.c：DM9000A的驅動；
（3）User.h：任務調度優先級、缺省IP設置等等；
（4）network_utilities.c：設置IP，設置MAC；
（5）Web_server：主函數所在文件。
四、實驗內容2——>實現simple_socket_server
1、建立工程及文件解讀
在上一步的基礎上，直接在NIOS II中新建工程，調用simple_socket_server工程模板。添加DM9000A的驅動，將dm9000a.h、dm9000a.c添加到建立的工程文件夾下。工程文件主要包括以下幾個：
（1）alt_error_handler.h、alt_error_handler.c：錯誤類型句柄文件；
（2）dm9000a.h、dm9000a.c：DM9000A的驅動；
（3）network_utilities.c：設置IP，設置MAC；
（4）simple_socket_server.h、simple_socket_server.c：工程的主體程序，包括任務調度優先級、缺省IP設置、套接字、各種任務調度等等工作；
（5）led.c：LED、七段數碼管顯示程序；
（6）lwip_init.c：程序主函數。
2、需要修改的地方
依照web_server例程，對simple_socket_server例程進行部分修改：
（1）simple_socket_server.h文件，
添加分配DHCP優先級：#define DHCP_TMR_PRIO 8
添加語句：void die_with_error(char err_msg[]);
添加DHCP超時任務函數：void dhcp_timeout_task();
添加語句：#define DIE_WITH_ERROR_BUFFER 256
（2）lwip_init.c文件
添加DM9000A驅動：#include "dm9000.h"
添加DM9000A接口語句：ALTERA_AVALON_DM9K_INSTANCE(DM9000A, dm9k);
添加語句：OS_EVENT *attained_ip_address_sem;
在static void init_done_func(void *arg)添加以下語句：
//++sunev ALTERA_AVALON_DM9K_INIT(dm9k); /* * At this point lwIP has been initialized, but the Ethernet interface has * not; the lwip_devices_init() call does so, adding in MicroC-OS/II * threads for low-level Ethernet MAC interface and TCP protocol timer. */ //++sunev attained_ip_address_sem = OSSemCreate(1); if (!lwip_devices_init(LWIP_RX_ETHER_TASK_PRIORITY)) { alt_lwIPErrorHandler(EXPANDED_DIAGNOSIS_CODE, "[init_done_func] Fatal: lwip_devices_init failed, perhaps ethernet interface."); } //++sunev #if LWIP_DHCP == 1 if(!(IORD(0, 0) & (1<<17))) sys_thread_new(dhcp_timeout_task, NULL, DHCP_TMR_PRIO); /* * If DHCP is enabled, activate a thread for the 120-second long time period * that will set a static IP address if acquisistion via DHCP times out. */ //--sunev /* if (!sys_thread_new(NETUTILSDHCPTimeoutTask, NULL, NETUTILS_DHCP_TIMEOUT_TASK_PRIORITY)) { alt_lwIPErrorHandler(EXPANDED_DIAGNOSIS_CODE, "[init_done_func] Fatal: Can't add NETUTILSDHCPTimeoutTask!"); }*/
（3）將web_server中的network_utilities.c文件直接替換掉simple_socket_server中的network_utilities.c文件。
3、編譯、下載、運行
之前要先將.sof的配置文件下載到FPGA內。在DOS下輸入ping命令：ping 192.168.2.1，如下圖所示，則可以正常ping通。
再輸入telnet命令：telnet 192.168.2.1，則得到如下圖所示：
在PC鍵盤輸入0-7數字，則DIY_DE2上的8個LED就會相應的亮或者滅。至此，說明，telnet正常。
五、實驗結果分析
這個實驗結果分析，對上述2個實驗內容均為一致。
解讀上述程序，在network_utilities.c文件中，可以得知，設置IP的3種方法：第一種，程序設定靜態IP；第二種，DHCP獲得動態IP；第三種，缺省IP。其優先級及順序如下：
(1)當設定靜態IP之后，DHCP能獲得一個動態IP，但以設置的靜態IP為有效IP。
(2)當未設定靜態IP之后，DHCP則不能獲得一個動態IP，但過了設定的DHCP超時時間后（以上2個例程中的超時時間為120s），使用的是缺省IP，缺省IP為有效IP。
設定靜態IP時，NIOS II 運行結果
未設定靜態IP時，需等待2分鍾（DHCP超時可在simple_socket_server.h中設定），NIOS II 運行結果
注：可以在network_utilities.c文件中將
#if LWIP_DHCP == 1 *use_dhcp = 1;
中的
*use_dhcp = 1;
設置為
*use_dhcp = 0;
來取消DHCP功能。
六、實驗的幾點說明
1、IP值設置：
因為是采用局域網通信，所以要將PC和DIY_DE2的IP的前3位設置為相同，最后一位不同。
2、MAC值設置：
直接采用程序設定即可，或者是將MAC值存儲在FLASH中，上電讀取即可。本例采用的是前一種方法。
3、端口設定：
telnet的時候，需要偵聽端口，當偵聽的端口號和DIY_DE2中設定的相同的時候，才能正常通信。方法：telnet 192.168.2.1時，會有一個專用的端口23，將DIY_DE2中設定的端口號改為23即可（在文件simple_socket_server.h中#define SSS_PORT 23）。
4、關於這個例程在NIOS II方面：
關於Software Components這個按鈕下Lightweight TCP/IP Stack下選項為灰色的原因，其實這個不必理他。這一點也得到了友晶科技的證實。如果用LAN91c111這個網卡，上述位置的選項則可以正常使用，這說明NIOS II軟件只認SOPC中原裝的器件。