第3章 程序测试
3.1 简单闪烁LED 程序测试 
如果要实现汇编版本的LED 程序的正常运行,必须先保证flash内容的读取,AXI 
与gpio模块的正常通信。汇编版的测试程序如下,参考其中注释。 
.text 
.align 2 
.globl main 
.set nomips16 
.set nomicromips 
main: 
nop 
lui $1,0xd000 
ori $1,$1,0x0004 
lui $2,0 
sw $2,0x0($1) #gpio 使能为输出
label1: 
lui $1,0xd000 
ori $1,0x0000 
lui $2,0xffff 
ori $2,0xffff #gpio 全部输出1 
sw $2,0x0($1) 
lui $3,0x01 
label2: #相当于延迟的作用 
addiu $3,$3,-1 
move $5,$3 
bne $5,$0,label2 
nop 
nop 
lui $1,0xd000 
ori $1,0x0000 
lui $2,0xff3f 
ori $2,0xffff #gpio 连接LED 的两个引脚为输出0 
sw $2,0x0($1) 
lui $3,0x01 
label3: #相当于延迟的作用

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addiu $3,$3,-1 
move $5,$3 
bne $5,$0,label3 
nop 
nop 
j label1 
nop 
nop 
addiu $3,$3,-1 
move $5,$3 
bne $5,$0,label3 
nop 
nop 
j label1 
nop 
nop 
如果能观察到两个一闪一闪的LED灯,则说明成功了。但需要注意到,本汇编程序
都是在寄存器中操作的,并没有涉及存储空间上的读取。这是因为在本文的设计中flash 
被定位为ROM,不可写。涉及内存读写需要保证另外一个模块RAM 与AXI的通信。
C语言版本的LED程序测试,目的是检查最基本的启动文件编写和链接脚本是否正
确。因为C语言程序涉及变量、堆栈,以及内存的读写操作,这就要求链接脚本对只读
flash、可读可写的RAM 划分要明确,启动文件关于数据搬运的部分要正确。目的只有一
个:编译器要清晰地知道变量放哪,堆栈应该在哪,如何进行压栈。在这个过程中,分析
反汇编的asm 文件就十分重要了。C语言的测试代码如下。 
int main(void) 
{ 
unsigned int* gpio_tri_addr = GPIO_TRI_ADDR; 
unsigned int* gpio_data_addr = GPIO_DATA_ADDR; 
*gpio_tri_addr = 0x0; 
while(1){ 
*gpio_data_addr = 0xffffffff; 
udelay(200000); 
*gpio_data_addr = 0xff3fffff; 
udelay(200000); 
} 
return 0; 
} 
3.2 简单时钟程序测试
C语言版本的时钟程序测试的目的是验证中断是否可用,验证链接脚本在固定位置
存放例外代码是否正确,验证例外函数的汇编代码编写是否合理,验证C语言中嵌入汇

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编代码是否正确。在这个过程中,一定要对寄存器的使用做到心中有数,明白进入例外函
数后,还能跳回进入异常之前的状态吗? (这是编者的经验之谈,只有清楚寄存器的使用
情况才不容易放错值。)在这个过程中需要关注的代码如下。 
/* mytest.ld */ 
. = 0x00000380; 
_ _isr_vector = .; 
/*startuo_mytest.s*/ 
addiu $29,$29,-16 
sw $31,12($29) 
sw $2,8($29) 
sw $3,4($29) 
jal timer_interrupt 
nop 
lw $31,12($29) 
lw $2,8($29) 
lw $3,4($29) 
addiu $29,$29,16 
eret 
/*system.c*/ 
asm volatile( 
"mfc0 $26,$11 \n\t" 
"la $27,0x30D40 \n\t" 
"addu $26,$26,$27 \n\t" 
"mtc0 $26,$11 \n\t" 
); 
3.3 仿真的一点小技巧
在仿真的过程中需要输入一些指令,如果是自己对照着MIPS指令集仿照着计算一
条条指令实在是太麻烦了。办法一:可以编写一些汇编指令,再反汇编一下生成*.asm 
文件。可以看到asm 文件的内容如图3.1所示。
图3.1 asm 文件内容示例

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可能这还是太麻烦了,办法二:使用《自己动手写CPU》书籍资料包中的工具。也许
还有更好的方法,读者可自行尝试。参考具体注释。 
Cmd 中输入命令: 
./Bin2Mem.exe -f led_asm.bin -o led_asm.data 
/*Verilog 中读入指令文件,仿真*/ 
//reg[31:0]memory[0:2000]; 
//initial 
//begin 
// $readmemh("./led_asm.data",memory); 
//end 
//也许联想到了将指令数据初始化在reg 中(ram 中),flash 都不需要了,每次改FPGA 
//程序就行了,这个可以尝试一下,未考虑过,但应该不是仿真这种初始化方法