Nios II系列嵌入式处理器资源耗用减半性能翻番

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                    5年前，Altera推出第一代16位Nios处理器为公司开辟了新的应用领域和市场。目前已交付的Nios开发套件达13,000多套，并成为FPGA软核处理器的标准，Nios处理器也因此被EDN杂志评为“2003年100个热点产品”之一。今天，Altera公司又推出Nios II系列32位RISC嵌入式处理器，Altera第二代软核嵌入式处理器性能超过200DMIPS，该处理器具有更强大的灵活性、更高的性能、更低的成本并占用更少的资源，能够满足各种嵌入式应用的性能要求。
　　Nios II处理器系列是由三种软CPU核构成：一种是Nios II/f（快速型）——具有更高的性能和中等FPGA使用量；第二种是Nios II/s（标准型）——具有高性能和低FPGA使用量；第三种是Nios II/e（经济型）——性能一般，FPGA使用量也较低。这三种产品都针对特定的价格和性能范围进行了优化，并都使用同样的指令集架构（ISA），具有100%二进制代码兼容性。Nios II处理器能通过Quartus II开发软件中的SOPC Builder系统开发工具添加到设计者的系统中。
　　ALTEra公司IP业务部


副总裁Craig Lytle介绍说，在FPGA中使用软核处理器要比硬核具备更多的优势，这是因为硬核灵活性差，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，而不会被淘汰。将处理器以HDL的IP核的形式实现，开发者能够完全定制CPU和外设，获得与需求相配的处理器。将Nios II处理器定位为90nm的Stratix II或CyclONe II器件，开发者能够通过采用最新的FPGA技术获得最佳的性能。同时Nios II嵌入式处理器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。和第一代处理器相比，Nios II核平均占用不到50%的FPGA资源而计算性能翻了一番。



在Nios II CPU中专用指令实现结构框图

　　Ciaig Lytle还强调说，Altera在开发新型嵌入式处理器系列产品上做出两个关键性的战略决定。第一是关注开发软核处理器。它可以给设计者选择处理器数量和性能指标的灵活性，允许处理器用于全系列的FPGA器件。而软核实现也便于软件和设计升级，意味着处理器不会被淘汰。第二个战略决定是为软件开发者提供一整套工具，支持复杂应用开发、调试和部署。



Nios II在Altera所有FPGA中实现的性能和价格

　　为了提升系统性能，Nios II处理器支持256个具有固定或可变时钟周期操作的专用指令，设计者能用这些指令来加速时间要求严格的代码段。这些专用指令允许设计者在硬件中实现大计算量的算法，在软件中象C语言子程序一样“调用”它们。相比之下，最初的Nios处理器只支持5条专用指令，每条每次执行必须有确定的时钟周期数。Altera表示，虽然一些面向ASIC的处理器核提供了专用的指令和/或硬件加速器，但是都无法象Nios II处理器那样快速地提供可运行可交付使用的硅片功能。
　　据了解，Nios II处理器系列能够用于任何需要通用32位嵌入式微处理器的应用。Altera认为，现在可能有些客户会继续使用第一代Nios处理器或将其设计移植到其中一种Nios II处理器上。Altera将长期继续支持所有现有和已发布FPGA系列之上的第一代Nios处理器。同时，Altera还提供一键式移植选项，帮助客户升级至Nios II系列。