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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用領域和市場。目前已交付的Nios開發套件達13,000多套，并成為FPGA軟核處理器的標準，Nios處理器也因此被EDN雜志評為“2003年100個熱點產品”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用的性能要求。 Nios II處理器系列是由三種軟CPU核構成：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（標準型）——具有高性能和低FPGA使用量；第三種是Nios II/e（經濟型）——性能一般，FPGA使用量也較低。這三種產品都針對特定的價格和性能范圍進行了優化，并都使用同樣的指令集架構（ISA），具有100%二進制代碼兼容性。Nios II處理器能通過Quartus II開發軟件中的SOPC Builder系統開發工具添加到設計者的系統中。 Altera公司IP業務部 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勢，這是因為硬核靈活性差，通常無法使用最新的技術。隨著系統日益先進，基于標準處理器的方案會被淘汰，而Nios II處理器的方案是基于HDL源碼構建的，能夠修改以滿足新的系統需求，而不會被淘汰。將處理器以HDL的IP核的形式實現，開發者能夠完全定制CPU和外設，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，開發者能夠通過采用最新的FPGA技術獲得最佳的性能。同時Nios II嵌入式處理器系列采用全新的架構，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資源而計算性能翻了一番。 在Nios II CPU中專用指令實現結構框圖 Ciaig Lytle還強調說，Altera在開發新型嵌入式處理器系列產品上做出兩個關鍵性的戰略決定。第一是關注開發軟核處理器。它可以給設計者選擇處理器數量和性能指標的靈活性，允許處理器用于全系列的FPGA器件。而軟核實現也便于軟件和設計升級，意味著處理器不會被淘汰。第二個戰略決定是為軟件開發者提供一整套工具，支持復雜應用開發、調試和部署。 Nios II在Altera所有FPGA中實現的性能和價格 為了提升系統性能，Nios II處理器支持256個具有固定或可變時鐘周期操作的專用指令，設計者能用這些指令來加速時間要求嚴格的代碼段。這些專用指令允許設計者在硬件中實現大計算量的算法，在軟件中象C語言子程序一樣“調用”它們。相比之下，最初的Nios處理器只支持5條專用指令，每條每次執行必須有確定的時鐘周期數。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行可交付使用的硅片功能。 據了解，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用。Altera認為，現在可能有些客戶會繼續使用第一代Nios處理器或將其設計移植到其中一種Nios II處理器上。Altera將長期繼續支持所有現有和已發布FPGA系列之上的第一代Nios處理器。同時，Altera還提供一鍵式移植選項，幫助客戶升級至Nios II系列。 |
