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Altera推出Nios II系列软核处理器 |
| 发布时间:2005年6月11日 点击次数:215 |
| 来源:eaw 作者:王思斯 |
自Altera于2000年推出第一代16位Nios处理器以来,已经交付了13000多套Nios开发套件,Nios成为最流行的软核处理器。刚推出的Nios II系列采用全新的架构,比第一代Nios具有更高水平的效率和性能。和第一代相比,Nios II核平均占用不到50%的FPGA资源,而计算性能增长了1倍。 Nios II系列包括3种产品,分别是：Nios II/f（快速）——最高的系统性能,中等FPGA使用量;Nios II/s（标准）——高性能,低FPGA使用量;Nios II/e(经济)——低性能,最低的FPGA使用量。这3种产品具有32位处理器的基本结构单元——32位指令大小,32位数据和地址路径,32位通用寄存器和32个外部中断源;使用同样的指令集架构（ISA）,100%二进制代码兼容,设计者可以根据系统需求的变化更改CPU,选择满足性能和成本的最佳方案,而不会影响已有的软件投入。 特别是,Nios II系列支持使用专用指令。专用指令是用户增加的硬件模块,它增加了算术逻辑单元（ALU）。用户能为系统中使用的每个Nios II处理器创建多达256个专用指令,这使得设计者能够细致地调整系统硬件以满足性能目标。专用指令逻辑和本身Nios II指令相同,能够从多达两个源寄存器取值,可选择将结果写回目标寄存器。同时,Nios II系列支持60多个外设选项,开发者能够选择合适的外设,获得最合适的处理器、外设和接口组合,而不必支付根本不使用的硅片功能。 Nios II系列能够满足任何应用32位嵌入式微处理器的需要,客户可以将第一代Nios处理器设计移植到某种Nios II处理器上,Altera将长期支持现有FPGA系列上的第一代Nios处理器。另外,Altera提供了一键式移植选项,可以升级至Nios II系列。Nios II处理器也能够在HardCopy器件中实现,Altera还为基于Nios II处理器的系统提供ASIC的移植方式。 Nios II处理器具有完善的软件开发套件,包括编译器、集成开发环境（IDE）、JTAG调试器、实时操作系统（RTOS）和TCP/IP协议栈。设计者能够用Altera Quartus II开发软件中的SOPC Builder系统开发工具很容易地创建专用的处理器系统,并能够根据系统的需求添加Nios II处理器核的数量。 使用Nios II软件开发工具能够为Nios II系统构建软件,即一键式自动生成适用于系统硬件的专用C/C++运行环境。Nios II集成开发环境（IDE）提供了许多软件模板,简化了项目设置。此外,Nios II开发套件包括两个第三方实时操作系统（RTOS）——MicroC/OS-II(Micrium),Nucleus Plus(ATI/Mentor)以及供网络应用使用的TCP/IP协议栈。 长期以来,Altera一直推行嵌入式处理器战略的原因是,随着应用的ASIC开发日益受到成本的困扰,OEM日渐转向FPGA来构建自己的系统。这些系统中绝大多数需要一个处理器,而Altera正是为设计者提供了为FPGA优化的灵活的嵌入式处理器方案,可以满足16位和32位嵌入式处理器市场的需求。估计到2007年,该市场价值将到达110亿美元。 在FPGA中使用软核处理器比硬核的优势在于,硬核实现没有灵活性,通常无法使用最新的技术。随着系统日益先进,基于标准处理器的方案会被淘汰,而基于Nios II处理器的方案是基于HDL源码构建的,能够修改以满足新的系统需求,避免了被淘汰的命运。将处理器实现为HDL的IP核,开发者能够完全定制CPU和外设,获得恰好满足需求的处理器。■ |
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