Nios® II系列嵌入式处理器具有三个处理器内核,可实现较大范围的嵌入式处理应用。这些软IP处理器内核可以工作在任何最新一代Altera® FPGA以及HardCopy®系列结构化ASIC上。设计人员可以选择使用高性能内核、低成本内核或者性价比合适的内核。Nios II系列处理器可实现如下任务:
- 做为系统处理器运行实时操作系统
- 实现复杂的状态机
- 分担现有处理器载荷
- 执行I/O和数据处理任务
- 加速数字信号处理(DSP)算法
在HardCopy II结构化ASIC中运行时,Nios II嵌入式处理器出众的处理能力满足了高性能片上系统(SOC)的要求。Nios II嵌入式处理器能够提供系统级处理器性能,实现处理器和系统功能以及逻辑在单个器件中的集成。HardCopy II结构化ASIC和Nios II嵌入式处理器结合使用能够满足计算、大容量存储、电信和网络应用的要求。
图1是单个HardCopy II结构化ASIC中多个Nios II处理器在数据处理和控制应用上的实例。
图1. HardCopy II器件中Nios II处理器进行数据处理
HardCopy器件设计流程使设计人员可以在一个FPGA中测试、验证其设计。然后将经过验证的设计递交给HardCopy设计中心,以没有风险的无缝移植方式在结构化ASIC中实现。HardCopy结构化ASIC是唯一能够实现在正式投产前,硬件功能在FPGA中验证以及系统软件在真实系统配置环境中进行设计、测试的器件。
由于设计在移交给Altera之前在FPGA中进行了测试,因此Altera从第一个原型开始就可以保证实现芯片的全部功能。
HardCopy II结构化ASIC体系结构
HardCopy II结构化ASIC基于Stratix II系列FPGA,在HardCopy II器件和Stratix II FPGA之间有多个原型选择。这取决于所需的HardCopy器件、I/O引脚和封装要求。HardCopy II器件具有高达350-MHz的性能,以Nios II处理器内核实现迄今为止最高的性能表现,而只消耗原型Stratix II器件的一半功率。
Stratix II器件结构中的嵌入式DSP模块也可以应用在HardCopy II器件中。这些DSP模块是对Nios II用户指令集和其他硬件加速单元的完美补充。DSP设计人员现在可以在高性能硬件DSP模块中生成DSP算法和复杂的数学程序,做为常用软件程序来访问或者做为Nios II CPU的用户指令来运行。设计人员可以方便灵活的实现高级软件设计,支持结构化ASIC中的并行硬件操作性能,而不需要进行额外的时钟加速。
HardCopy II器件的存储器可满足典型SOC的所有存储要求。每个最大9 M-RAM模块可提供64-K字节段。最大的HardCopy II器件含有576 K字节源码和数据存储。HardCopy II结构化ASIC还支持高速存储器接口,可使用最新的DDR2 SDRAM进行外部源码和数据存储。
低成本许可方式
Nios II系列嵌入式处理器以一次付清的方式进行许可,不需要对每个器件或每个工程支付额外的版税。Nios II许可允许在任何Altera器件中使用处理器内核,因此采用Nios II处理器和HardCopy II器件可为批量产品提供最具成本效益的解决方案。
Nios II许可通常做为Nios II开发包的一部分进行购买。现在可应用于Stratix®、Stratix II 和 Cyclone™ 器件系列,开发包含有Quartus® II FPGA设计软件和Nios II集成开发环境以及Nios II全部许可。所有的开发包都包括一块开发板及所需的电缆、电源,用户在打开包装后的几分钟内就可以使用Nios II处理器进行开发设计。
全面的SOPC解决方案
Altera的SOPC Builder自动系统开发工具为设计人员提供了强大的开发平台,可构成包括处理器、外设和存储器接口等常用系统组成的总线系统。
HardCopy II设计流程得益于采用了在FPGA原型阶段,FPGA设计文件生成时的SOPC Builder模块设计方法。基于模块的设计方法有助于Nios II处理器和其他IP模块同用户逻辑、用户指令和硬件加速器等典型高密度逻辑设计组成的集成。
Nios II外设和接口库页面上有适用于Nios II处理器的外设的更多详细信息。

