こんにちは。
マクニカでインテル® FPGA 製品の技術サポートをしている インテル・F・ハナコ です。
Nios® II のブート・プログラムを MAX® 10 FPGA 内部のオンチップ・メモリに組み込む方法は2通りあります。
- オンチップ・フラッシュに組み込む
- オンチップ RAM に組み込む
参考： FPGA のオンチップ・メモリでNios® II をブートさせてみよう
今回は、MAX® 10 のオンチップ ・フラッシュである User Flash Memory（UFM）に Nios® II のブート・プログラムを組み込む方法をご紹介します。
今回作ったデザインの概要
今回作った Qsys システムは、ブート・プログラム用メモリをオンチップ・フラッシュ（UFM）、実行プログラム用メモリをオンチップ RAM で構成しています。
Nios® II がブート時にLチカする超シンプルなデザインです。
UFM の容量について
MAX® 10 には、不揮発性のフラッシュメモリ領域（UFM/CFM）が内蔵されています。
UFM の容量は下表のとおりです。
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Device
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10M02
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10M04
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10M08
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10M16
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10M25
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10M40
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10M50
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Total User Flash Memory Size (Kb)(※)
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96
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1,248
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1,376
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2,368
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3,200
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5,888
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5,888
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(※) 選択したモードに依存する、指定可能な最大値です。
Nios® II のブート用プログラムがこの容量に収まれば、ブートメモリを UFM に指定できます。
ブート用プログラムのサイズは、Nios® II Software Build Tool（以下、Nios® II SBT）でビルドした際に Console 画面に表示される elf ファイルのプログラム・サイズを参考にしてください。
UFM の詳細は下記ドキュメントをご覧ください。
操作フロー
Qsys において On-Chip Flash 以外の Nios® II やペリフェラルはすでに構成してあるものとします。
1. Qsys システムに On-Chip Flash を追加
MAX® 10 の UFM を使用するには、“Altera On-Chip Flash” と言う無料の IP を組み込みます。
Tools メニュー ＞ Qsys を起動し、IP Catalog（画面左上）から “Altera On-Chip Flash” をダブルクリックで選択します。
・ Configuration Mode を選択します。
UFM ブートをサポートする Configuration Mode は、以下の3つです。システム仕様に応じて選択してください。
- Single Uncompressed Image
- Single Compressed Image
- Dual Compressed Images
今回のデザインではごく小さなプログラムで、UFM をブートメモリ以外には使用しないので、Single Uncompressed Image を選択しています。
・ Flash Memory でオンチップ・メモリのセクタ構成を決めます。
各セクタのアクセス・モードを Read only / Read and write / Hidden から選択します。
今回のデザインでは UFM を Nios® II のブートメモリ限定で使用するので、Read only にしています。
・ Initialize flash content オプション = OFF にします。 
・ On-Chip Flash を Qsys システムに接続します。
ハナコのちょこっとポイント♪
On-Chip Flash で選択できる Configuration Mode は３つともメモリの初期値をサポートしていないため、Qsys システムに組み込んでいる On-Chip Memory（RAM）も初期値を保有できません。
そのため、Initialize memory content オプション = OFF にします。
2. Nios® II のブート用メモリの指定
Nios® II の Vectors タブを以下のように指定します。
3. Generate HDL を実行して Qsys システムのモジュール生成
4. Quartus® Prime でコンフィギュレーション・モードの変更
Qsys に組み込んだ On-Chip Flash で選択した Configuration Mode と同じモードを選択します。
Assignments メニュー ＞ Device ＞ Device and Pin Options ＞ Configuration
5. Quartus® Prime でコンパイル実行（Start Compilation）
前編はここまで。
続きはこちらの技術記事をご覧ください。
後編では、以下の操作を行います。
- Nios® II SBT で BSP Editor を設定し Generate を実行
- Nios® II SBT でブート用プログラムを HEX ファイルに変換
- プログラミング・ファイルのコンバージョン
- MAX® 10 へプログラミング