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5年前，Altera推出第一代16位Nios處理器為公司開辟了新的應(yīng)用領(lǐng)域和市場(chǎng)。目前已交付的Nios開發(fā)套件達(dá)13,000多套，并成為FPGA軟核處理器的標(biāo)準(zhǔn)，Nios處理器也因此被EDN雜志評(píng)為“2003年100個(gè)熱點(diǎn)產(chǎn)品”之一。今天，Altera公司又推出Nios II系列32位RISC嵌入式處理器，Altera第二代軟核嵌入式處理器性能超過200DMIPS，該處理器具有更強(qiáng)大的靈活性、更高的性能、更低的成本并占用更少的資源，能夠滿足各種嵌入式應(yīng)用的性能要求。 Nios II處理器系列是由三種軟CPU核構(gòu)成：一種是Nios II/f（快速型）——具有更高的性能和中等FPGA使用量；第二種是Nios II/s（標(biāo)準(zhǔn)型）——具有高性能和低FPGA使用量；第三種是Nios II/e（經(jīng)濟(jì)型）——性能一般，F(xiàn)PGA使用量也較低。這三種產(chǎn)品都針對(duì)特定的價(jià)格和性能范圍進(jìn)行了優(yōu)化，并都使用同樣的指令集架構(gòu)（ISA），具有100%二進(jìn)制代碼兼容性。Nios II處理器能通過Quartus II開發(fā)軟件中的SOPC Builder系統(tǒng)開發(fā)工具添加到設(shè)計(jì)者的系統(tǒng)中。 Altera公司IP業(yè)務(wù)部 副總裁Craig Lytle介紹說，在FPGA中使用軟核處理器要比硬核具備更多的優(yōu)勢(shì)，這是因?yàn)橛埠遂`活性差，通常無法使用最新的技術(shù)。隨著系統(tǒng)日益先進(jìn)，基于標(biāo)準(zhǔn)處理器的方案會(huì)被淘汰，而Nios II處理器的方案是基于HDL源碼構(gòu)建的，能夠修改以滿足新的系統(tǒng)需求，而不會(huì)被淘汰。將處理器以HDL的IP核的形式實(shí)現(xiàn)，開發(fā)者能夠完全定制CPU和外設(shè)，獲得與需求相配的處理器。將Nios II處理器定位為90nm的Stratix II或Cyclone II器件，開發(fā)者能夠通過采用最新的FPGA技術(shù)獲得最佳的性能。同時(shí)Nios II嵌入式處理器系列采用全新的架構(gòu)，比第一代Nios具有更高水平的效率和性能。和第一代處理器相比，Nios II核平均占用不到50%的FPGA資源而計(jì)算性能翻了一番。 在Nios II CPU中專用指令實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)框圖 Ciaig Lytle還強(qiáng)調(diào)說，Altera在開發(fā)新型嵌入式處理器系列產(chǎn)品上做出兩個(gè)關(guān)鍵性的戰(zhàn)略決定。第一是關(guān)注開發(fā)軟核處理器。它可以給設(shè)計(jì)者選擇處理器數(shù)量和性能指標(biāo)的靈活性，允許處理器用于全系列的FPGA器件。而軟核實(shí)現(xiàn)也便于軟件和設(shè)計(jì)升級(jí)，意味著處理器不會(huì)被淘汰。第二個(gè)戰(zhàn)略決定是為軟件開發(fā)者提供一整套工具，支持復(fù)雜應(yīng)用開發(fā)、調(diào)試和部署。 Nios II在Altera所有FPGA中實(shí)現(xiàn)的性能和價(jià)格 為了提升系統(tǒng)性能，Nios II處理器支持256個(gè)具有固定或可變時(shí)鐘周期操作的專用指令，設(shè)計(jì)者能用這些指令來加速時(shí)間要求嚴(yán)格的代碼段。這些專用指令允許設(shè)計(jì)者在硬件中實(shí)現(xiàn)大計(jì)算量的算法，在軟件中象C語言子程序一樣“調(diào)用”它們。相比之下，最初的Nios處理器只支持5條專用指令，每條每次執(zhí)行必須有確定的時(shí)鐘周期數(shù)。Altera表示，雖然一些面向ASIC的處理器核提供了專用的指令和/或硬件加速器，但是都無法象Nios II處理器那樣快速地提供可運(yùn)行可交付使用的硅片功能。 據(jù)了解，Nios II處理器系列能夠用于任何需要通用32位嵌入式微處理器的應(yīng)用。Altera認(rèn)為，現(xiàn)在可能有些客戶會(huì)繼續(xù)使用第一代Nios處理器或?qū)⑵湓O(shè)計(jì)移植到其中一種Nios II處理器上。Altera將長期繼續(xù)支持所有現(xiàn)有和已發(fā)布FPGA系列之上的第一代Nios處理器。同時(shí)，Altera還提供一鍵式移植選項(xiàng)，幫助客戶升級(jí)至Nios II系列。 |
