Bootloader的工作流程如图5所示。

    NiosII C程序在运行之前需要做一些初始化工作。如果程序直接从Flash中运行，则Crt0．S是最先执行的代码；如果程序不是直接从Flash中运行，则Crt0．S是执行完Bootloader后最开始执行的代码。
    运行完Bootloader后仍然要执行CrtO．s，但此时Crt0．s的流程和程序在Flash中直接运行的情况有一些区别：它没有初始化指令Cache，也不会企图去装载别的段，这些步骤已经在Boot—loader中完成。程序映像已经包含这些段，在搬移程序映像的同时也装载了相应的段(．rodata段，．rwdata段和．exceptions段)。程序映像中不包含．bss段和栈，所以仍然需要清．bss段，以及设置栈指针sp和全局指针gp。Bootloader没有读写存储器数据，因此没有初始化数据Cache，所以Crt0．S仍然要初始化数据Cache。如图6所示，当Bootloader读取到L时，L=0表示前面所有的程序记录已经处理完毕，这是最后的程序记录，所以就直接跳到地址A的地方执行。显然A必须是程序的入口地址。如果L=Oxffffffff(即一1)，那么就忽略A并停机，这样，即使是一个只有FPGA配置数据而没有程序的EPCS也是安全的。当一个EPCS只有配置数据而没有程序时，sof2Flash会在配置数据的末尾增加4个字节的Oxff，使Bootloader不会有误动作。Bootloader的工作流程与Flash中相同，如图5所示。

4 软件编程
    Altera公司提供给客户两种类型的函数：SimpleFlash Access(简单的Flash访问)，以及Fine—GrainedFlash Access(细粒度Flash访问)。本文使用Fine—Grained Flash Access函数，虽然比Simple Flash Access复杂一些，但可以避免通常的跨块擦除问题。因为Flash是按照块(Block)组织起来的，通常一次擦除一整个块。如果写Flash的地址与Flash块的组织结构不吻合，比如跨越了Flash块的边缘，那么可能会擦除掉其余的数据。在使用Flash的读写函数时，头文件中要包含“sys／alt_Flash．h”和“sys／alt_Flash_dev．h”，这两个头文件提供了访问Flash器件的驱动接口。
    使用之前要打开Flash。打开Flash，就像C程序打开硬盘中的数据文件一样。这里使用alt_Flash_open_dev()打开Flash，它返回一个句柄。例如：

其中，fd是alt_Flash_open_dev()返回的句柄；offset是相对Flash基地址的偏移量，是读操作中要读出数据第一个字节的地址；length是本次操作的数据长度，单位是字节。当返回值为时，表示读操作成功。

其中，fd是a1t_Flash_open_dev()返回的句柄；offset是相对Flash基地址的偏移量，是写操作中要写入的数据第一个字节的地址；length是本次操作的数据长度，单位是字节。当返回值为O时，表示写操作成功。
    使用完后别忘记关闭该Flash，就像读写完硬盘中的数据文件后要关闭一样。其原型如下：
void alt_Flash_close_dev(alt_Flash_fd*fd)；
其中，fd是alt_Flash_open_dev()返回的句柄。
    编者注：Flash器件读写程序略。

结 语
    目前，在FPGA的开发过程中，每次进行程序的调试和更新时都需要将产品与计算机直连，进行在线操作，这样就限制了程序调试和更新的空间范围。而基于FPGA的在应用编程技术就是为了打破这种限制而设计的。在应用编程技术对硬件要求极低，只要满足FPGA是Cy—clone系列，具有Flash器件，具有上下位机的通信能力，无需增加太多的硬件资源，都可以实现在应用编程。如果产品具有网络功能或无线功能，那么在恶劣的工业现场和野外可以免除到现场反复拆卸、调试的麻烦。对于保密产品，该项技术可以保护知识产权，通过网络更新产品的软硬件，增加了更新过程中被破解的难度。