第1章节sopc技术概述.pptVIP

Nios II 技术文档 A的资料 -NIos II软件开发手册 -Nios II处理器参考手册 -教程 -应用笔记 A上的Nios II 处理器设计实例 Nios II 论坛() -7000多名注册Nios II用户。 -5800多个主题 Nios Wiki(N) -近100页由Nios II用户生成的文档。 1.3 Nios II软核简介 传统总线结构中，单个总线仲裁器控制总线主机和从机之间的通信。每个总线主机发起总线控制请求，由总线仲裁器对某个主机授权接入总线。如果多个主机试图同时接入总线，总线仲裁器会根据一套固定的总裁规则，分配总线资源给某个主机。由于每次只有一个主机能够接入总线、使用总线资源，因此会导致带宽瓶颈。 1.3 Nios II软核简介 1.3 Nios II软核简介 Avalon交换架构的同时多主机体系结构提高了系统带宽，消除了带宽瓶颈。采用Avalon交换架构，每个总线主机均有自己的专用互联，总线主机只需抢占共享从机，而不是总线本身。每当系统加入模块或者外设接入优先权改变时，SOPC Builder利用最少的FPGA资源，产生新的最佳Avalon交换架构。 1.3 Nios II软核简介 Avalon交换架构支持多种系统体系结构，如单主机/多主机系统，可实现数据在外设与性能最佳数据通道之间的无缝传输。Avalon交换架构同样支持用户所设计的片外处理器和外设。 1.3 Nios II软核简介 定制指令 Nios II处理器定制指令扩展了CPU指令集，提高对时间要求严格的软件运行速度，从而使开发人员能够提高系统性能。采用定制指令，您可以实现传统处理器无法达到的最佳系统性能。 Nios II系列处理器支持多达256条的定制指令，加速通常由软件实现的逻辑和复杂数学算法。例如，在64K字节缓冲中，执行循环冗余编码计算的逻辑模块，其定制指令速度比软件快27倍。Nios II处理器支持固定和可变周期操作，其向导功能将用户逻辑做为定制指令输入系统，自动生成便于在开发人员代码中使用的软件宏功能。 1.3 Nios II软核简介 定制指令 1.3 Nios II软核简介 专用硬件加速器，可以做为FPGA中的定制协处理器，协助CPU同时处理多个数据块。循环冗余编码实例，采用硬件加速器处理64K字节缓冲比软件速度快530倍。SOPC Builder含有一个输入向导，帮助开发人员将其加速逻辑和DMA通道引入系统。 1.3 Nios II软核简介 硬件加速 1.3 Nios II 软核简介 三、延长产品生存周期 为实现一个成功的产品，需要将其尽快推向市场，增强其功能特性以延长使用时间，避免出现处理器逐渐过时。用户可以在短时间内，将Nios II嵌入式处理器由最初概念设想转为系统实现。这种基于Nios II处理器的系统具有永久免版税设计许可，完全经得起时间考验。此外，由于在FPGA中实现软核处理器，因此可以方便实现现场硬件和软件升级，产品能够符合必威体育精装版的规范、具备必威体育精装版特性。 1.3 Nios 软核简介 完整的开发工具套件加速产品上市的时间 Altera完整的硬件和软件开发工具帮助用户在极短的时间内，生成功能强大的Nios II处理器系统。从概念产生到设计调试，Altera提供用户所需的全部工具，帮助用户的产品尽快面市。 可升级性 使用Nios II处理器的SOPC产品带来的一个独特优势就是能够对硬件进行升级。即使产品已经交付给客户，仍可以定期升级。 1.3 Nios II软核简介 低成本 Cyclone 系列的FPGA是目前ASIC应用的低成本替代方案，用户的大批量应用现在价格与ASIC相比是相当的。而且，一旦一个FPGA的设计被选定，并且打算进行大批量的生产，可以选择将它移植到Altera的HardCopy（一种结构化的ASIC）器件中， 从而更加降低了成本并提高了功能。Altera公司还可以提供Nios II 处理器的ASIC制造许可，用户可以将包括Nios II处理器、外设、Avalon交换式总线的设计移植到结构化的ASIC中。 1.4 SOPC设计流程 在采用NIOS II处理器设计嵌入式系统时，一般遵循如下的流程： 1.分析系统需求说明，包括功能需求和性能要求等； 2. 建立Quartus II工程，建立顶层实体； 3. 调用SOPC Builder生成一个用户定制的系统模块（包括NIOS II及标准外设模块）； 4. 将SOPC系统模块集成到硬件工程中，并添加一些模块，可以是Altera公司提供 的LPM模块、第三方提供的或用户自己定制的模块； 5. 在顶层实体中，将SOPC系统模块、Altera的L