如何使用专用指令调整Nios II系列处理器硬件?
21ic 2024-07-18

前不久,Altera 正式推出了Nios II系列32位RSIC嵌入式处理器。Nios II系列软核处理器是Altera的第二代FPGA嵌入式处理器,其性能超过200DMIPS,在Altera FPGA中实现仅需35美分。Altera的Stratix 、Stratix GX、 Stratix II和 Cyclone系列FPGA全面支持Nios II处理器,以后推出的FPGA器件也将支持Nios II。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。

嵌入式处理器Nios®II系列为Altera® FPGA和可编程片上系统(SOPC)的集成应用专门做了优化。表1详细描述了Nios II软核嵌入式处理器系列的特性。

硬件开发工具 本页面详列了搭建Nios II处理器硬件系统所用到的开发工具。软件开发工具 本页面提供了Nios II集成开发环境(IDE)的相关信息,这是一种开发人员广泛应用的,包含编辑、编译和调试应用软件等功能的集成开发环境。开发套件 Altera及其合作伙伴提供了大量应用了NiosII系列嵌入式处理器的开发板套件。系统级设计流程 Altera的SOPC Builder工具提供了快速搭建SOPC系统的能力,这种架构可以是包含一个或几个CPU,提供存储器接口,外围设备和系统互连逻辑的复杂系统。

声明: 本文转载自其它媒体或授权刊载,目的在于信息传递,并不代表本站赞同其观点和对其真实性负责,如有新闻稿件和图片作品的内容、版权以及其它问题的,请联系我们及时删除。(联系我们,邮箱:evan.li@aspencore.com )
0
评论
  • 相关技术文库
  • FPGA
  • 可编程
  • PLC
  • verilog
  • 利用参考时钟,实现Cyclone10LP器件的串行通信数据恢复

    对于非源同步的低速串行数据通信场景,会存在通信对端的时钟频率相对有偏差的情况,导致数据接收端不能正确的采样;这时候利用Altera中高端器件的高速收发器或者LVDS serdes中的SOFT-CDR及DPA功能便能解决此问题;但...

    11-29
  • FPGA设计如何规避亚稳态?

    1、什么是亚稳态?\x26amp;nbsp; \x26amp;nbsp; \x26amp;nbsp; 在数字电路中,如果数据传输时不满足触发器FF

    11-22
  • 满足航空Do-254的验证方法学浅谈

    \x26amp;nbsp; \x26amp;nbsp; \x26amp;nbsp;改善验证效率和可靠性的一个方法是自动化,自动化工具很多,有些是功

    11-21
  • 简单说说FPGA如何使用LUT表实现组合逻辑

    LUT,全称Look Up Table,查找表。目前主流FPGA实现的是6输入查找表。这里我

    09-26
  • ASIC设计中的常见挑战与解决方案

    在集成电路界ASIC被认为是一种为专门目的而设计的集成电路。是指应特定用户要求和特定电子系统的需要而设计、制造的集成电路。ASIC的特点是面向特定用户的需求,ASIC在批量生产时与通用集成电路相比具有体积更小、...

    09-12
  • PLC存储器使用的常见误区与解决方案

    存储器的使用范围非常广泛,可以说每个电子设备中都有存储器的身影,PLC也不例外。为增进大家对存储器的认识,本文将对PLC内部常用存储器的使用规则予以介绍。如果你对存储器具有兴趣,不妨和小编一起来继续往下阅...

    09-12
  • 基于FPGA的数字信号处理(4)--如何确定Verilog表达式的位宽

    1、一般规则很多时候,Verilog中表达式的位宽都是被隐式确定的,即使你自己设计了位宽,它也是根据规则先确

    09-12
  • PLC常用物理存储器的介绍与应用

    存储器可以用来存储数据,我们每天都会使用到存储器,比如我们的手机中就有存储器。为增进大家对存储器的认识,本文将对存储器的选片和总线概念、PLC常用的几种物理存储器予以介绍。如果你对存储器具有兴趣,不妨...

    08-26
  • 硬件设计:FGPA如果带MIPI

    一、MIPI简介?\x0a二、硬件设计\x0a三.Interface Designer 设计\x0aTX\x0aRX\x0a四、代码定义\x0a总结

    08-02
  • Verilog基础语法与注意事项

    \x26amp;nbsp;基础知识1\x26amp;nbsp; 模块(Module)\x26amp;nbsp;\x26amp;nbsp;\x26amp;nbsp;\x26amp;nbsp;Ve

    07-30
  • FPGA芯片优化设计全面解析

    可编程逻辑器件是通过EDA技术将电子应用系统的既定功能和技术指标具体实现的硬件载体,FPGA作为实现这一途径的主流器件之一,具有直接面向用户,灵活性和通用性极大,使用方便,硬 件测试和实现快捷等特点。硬件描...

    07-18
下载排行榜
更多
评测报告
更多
广告