Processadores Nios® II
O processador Nios® II, o mais versátil do mundo, de acordo com a pesquisa da Gartner, é o processador softcore mais amplamente usado no setor de FPGAs. O processador Nios® II oferece flexibilidade sem precedentes para as necessidades de processamento com orçamento limitado, em tempo real, crítico quanto à segurança (DO-254) e de aplicações. O processador Nios® II é compatível com todas as famílias Intel® FPGA e SoC.
Nios® II/f
Rápido
A Intel projetou especificamente o processador Nios II/f “rápido” para alto desempenho.
Nios® II/e
Econômica
A Intel projetou especificamente os núcleos do processador Nios II/e “econômicos” para usarem o mínimo de lógica FPGA e recursos de memória.
What's New
Veja o que há de novo sobre o processador Nios® II e o Embedded Design Suite Nios® II (EDS).
Benefícios
Os processadores embarcados Nios® II oferecem uma solução embarcada ideal.
Flexibilidade
Com o perfeito ajuste de CPUs, periféricos, interfaces de memória e periféricos de hardware personalizados para atender às demandas exclusivas de cada novo ciclo de projeto, os processadores Nios® II oferecem uma tremenda flexibilidade onde você precisa.
Longa vida útil
Os processadores Nios® II podem ajudar os desenvolvedores de produtos a maximizar seu retorno em um produto oferecendo benefícios de ciclo de vida em cada fase da vida de um produto.
Baixo custo
O processador embarcado Nios® II oferece flexibilidade de custo fenomenal, permitindo que você escolha o conjunto exato de processadores, periféricos, memória e interfaces necessários para a sua aplicação, sem pagar por recursos que não precisa.
Alto desempenho
Os processadores Nios® II oferecem a máxima flexibilidade para alcançar o desempenho exato necessário para o seu projeto embarcado, sem ter que pagar a mais por uma alta frequência de clock ou por processadores de prateleira com alto consumo de energia.
Módulo de depuração JTAG
A arquitetura do processador Nios® II é compatível com um módulo de depuração do Joint Test Action Group (JTAG) que oferece recursos de emulação no chip para controlar o processador remotamente de um PC host.
Aceleração por hardware
Semelhante a aceleradores de hardware, instruções personalizadas permitem aos projetistas do processador Nios® II aumentar o desempenho do sistema ao descarregar partes do código do software para funções de hardware.
Núcleos do processador Nios® II
Usado por mais projetistas do que qualquer outro processador softcore no mundo, os processadores embarcados Nios® II continuam o processador padrão para o projeto de FPGA.
Recursos
O que torna o processador Nios® II o mais versátil do mundo?
Hardware de ciclo único
Multiplicação e barrel shifter.
Instruções personalizadas
Até 256 instruções personalizadas e aceleradores de hardware ilimitados.
Controlador externo de vetor de interrupção
Obtenha até 32 interrupções por controlador.
Suporte avançado para exceções
Caches separados para instrução e dados
Configurável de 512 bytes a 64 KB.
Acesso a até 4 GB de espaço de endereço externo
Memória fortemente acoplada opcional para instruções e dados
Obtenha DMIPS máximo
Até seis estágios de pipeline para alcançar máximo DMIPS (parâmetro de referência Dhrystone 2.1) por MHz.
Parâmetros de referência de desempenho do processador
DMIPS (parâmetro de referência Dhrystones 2.1) no Fmax por dispositivo
Dispositivos | Nios® II /e Econômica |
Nios® II /f Rápido |
---|---|---|
Cyclone® IV GX DMIPS para MHz informados (parâmetro de referência Dhrystones 2.1) |
30 a |
190 a 165 MHz |
Cyclone V GX DMIPS para MHz informados (parâmetro de referência Dhrystones 2.1) |
33 a 220 MHz |
192 a 170 MHz |
Arria® V GX DMIPS para MHz informados (parâmetro de referência Dhrystones 2.1) |
37,5 a 250 MHz |
226 a 200 MHz |
Intel Arria I0 GX DMIPS para MHz informados (parâmetro de referência Dhrystones 2.1) |
52,5 a 350 MHz |
305 a 270 MHz |
Stratix® V (DMIPS para MHz informados (parâmetro de referência Dhrystones 2.1)) |
54 a 420 MHz |
385 a 350 MHz |
Aplicativos
Aplicativo |
Nios® II Núcleo do processador |
Fornecedor |
Descrição |
---|---|---|---|
Potência e custo acessível | Núcleo econômico Nios II | Intel | Com apenas 600 elementos lógicos, o núcleo econômico do processador Nios II é ideal para aplicações de microcontroladores. O núcleo econômico do processador Nios II, ferramentas de software e drivers de dispositivos são oferecidos gratuitamente. |
Tempo real | Núcleo rápido Nios II | Intel | Absolutamente determinístico, desempenho em tempo real livre de jitter com opções exclusivas de recursos de hardware em tempo real
|
Processamento de aplicações | Núcleo rápido Nios II | Intel | Com opção de configuração simples, o núcleo rápido do processador Nios II pode usar a unidade de gerenciamento de memória (MMU) para executar o sistema operacional Linux* embarcado. Tanto as versões de código aberto quanto as suportadas comercialmente do Linux para os processadores Nios II estão disponíveis. |
Intel FPGA Embedded Alliance
Aplicativo | Núcleo do processador Nios II | Fornecedor | Descrição |
---|---|---|---|
Essencial para segurança | Núcleo Nios II SC | HCell | Certifique seu projeto para conformidade ao DO-254 usando o núcleo do processador essencial para segurança Nios II juntamente com os serviços de projeto de conformidade ao DO-254 oferecidos pela HCell. |
Modo de Dual-core |
Soluções lockstep | Intel | Utilize a flexibilidade do processador Nios II e a tecnologia lockstep da Intel para oferecer sistemas com diagnóstico de alta cobertura, autoverificação e recursos de diagnóstico avançados em total conformidade com os padrões de segurança funcional IEC 61508 e ISO 26262. |
Ecossistema
Suite de PI embarcada
Primeiros passos
Comece seu projeto hoje com o processador Nios® II, comprando um dos muitos kits de desenvolvimento disponíveis.
Kits de desenvolvimento Intel® FPGA:
- Todos os novos kits incluem exemplos de projeto do processador Nios® II pré-embalados chamados “Portal de atualização da placa”
- O projeto de iniciação consiste em processador, controle de acesso à mídia Ethernet (MAC) com aplicação de servidor web HTML.
Recursos para inicialização com o processador Nios® II (baixe um exemplo de projeto, leia a documentação do produto ou assista a uma aula de treinamento com um instrutor para começar):
- Baixe a documentação do processador Nios® II
- Baixe o Nios® II EDS (agora incluído gratuitamente com o software Intel® Quartus® Prime Lite Edition)
- Compre o kit de desenvolvimento do processador Nios® II
- Participe de um curso de treinamento sobre o processador Nios® II
- Comece já com um exemplo de projeto do processador Nios® II
- Acesse o fórum do processador Nios® II e interaja com outros projetistas que o utilizam.
Para enviar projetos com o processador Nios® II, você precisará comprar uma licença para ele.
Ferramentas de design
O Embedded Design Suite Nios® II é um pacote de desenvolvimento abrangente para o design de software do Nios® II.
Documentação e suporte
Encontre documentação técnica, vídeos e cursos de treinamento para seus projetos com o processador Intel® Nios® II.
Perguntas frequentes
Perguntas frequentes
Perguntas frequentes
A família de processadores embarcados Nios II é a solução de processador embarcado softcore de segunda geração da Altera. Os núcleos do processador Nios II são processadores RISC de 32 bits que compartilham uma arquitetura comum de conjunto de instruções e são otimizados para uso em todas as principais famílias FPGA da Altera. Acesse a página do processador Nios II para mais detalhes.
O processador Nios II é disponibilizado como três núcleos distintos para oferecer a você a máxima flexibilidade de projeto, ao mesmo tempo equilibrando as necessidades de desempenho do sistema com o uso do elemento lógico (LE). Todos os três núcleos estão incluídos nos kits de desenvolvimento Nios II e são compatíveis com a ferramenta de projeto SOPC Builder.
A família do processador Nios II é composta destes núcleos:
Nios II/f (rápido) — desempenho máximo e utilização moderada de FPGA
Nios II/s (padrão) — alto desempenho, baixa utilização de FPGA
Nios II/e (econômico) — desempenho moderado, utilização mínima de FPGA
Ao implementar um processador como um núcleo de propriedade intelectual (IP) com codificação por linguagem de descrição de hardware (HDL) você obtém uma solução perfeita porque pode escolher a combinação de periféricos, desempenho e processador que melhor atende às necessidades de seu sistema. As implementações tipo hard macro são essencialmente ASICs e não têm a mesma flexibilidade; elas levam tanto tempo para serem implantadas que impedem que você tire proveito das tecnologias de processo mais recentes. Os processadores soft core, por outro lado, podem migrar imediatamente para a tecnologia FPGA mais recente, como as séries de FPGA Stratix® ou Cyclone. Além disso, as soluções padrão baseadas em microprocessador estão sujeitas a problemas de obsolescência, enquanto as soluções baseadas no Nios II resistem à obsolescência porque são construídas a partir de HDL redirecionável.
O processador Nios II possui uma arquitetura de conjunto de instruções RISC de 32 bits, enquanto o processador Nios da primeira geração tem uma arquitetura de conjunto de instruções de 16 bits. O núcleo do processador Nios II atinge novos níveis de eficiência e desempenho em relação ao núcleo do processador Nios porque consome menos recursos de FPGA e quadruplica o desempenho computacional. O processador Nios II também simplifica o processo de seleção do processador fornecendo um conjunto de núcleos pré-otimizados visando um preço específico (uso lógico) e restrições de desempenho.
A família do processador Nios II pode ser usada em uma ampla gama de aplicações que exigem um microprocessador embarcado de 32 bits de uso geral.
Os processadores Nios II são totalmente compatíveis com todos os SoC Altera, FPGAs e ASICs HardCopy.
A licença IP do processador Nios II é isenta de royalties e perpétua, o que significa que permite ao usuário usar o núcleo IP do processador Nios II para sempre e não estabelece limite no número de processadores Nios II que podem ser usados em um determinado design ou projeto. A licença IP do processador Nios II dava ao usuário um ano de suporte do Alteras mySupport e atualizações de recursos. Para novos recursos e assistência do Alteras mySupport, os usuários devem renovar suas licenças de IP do processador Nios II se não estiverem atualizadas em duas versões da ACDS.
Não. A Synopsys® fornece o núcleo Nios II DesignWare IP, uma versão otimizada ASIC do processador Nios II que pode ser usada para migração ASIC como parte de sua DesignWare IP Suite. Entre em contato com a Synopsys para mais detalhes.
O Embedded Design Suite Nios II representa o conjunto completo de ferramentas de desenvolvimento para a criação dos microcontroladores baseados no processador Nios II, bem como a programação dos sistemas de processador Nios II de destino.
Os sistemas de múltiplos processadores são um dos principais benefícios dos processadores embarcados Nios II. A única limitação do número de núcleos do processador é a limitação dos recursos da estrutura interna do FPGA.
A especificação de interface Avalon® é usada para que os componentes primário e secundário comuniquem-se entre si. Para baixa latência e interface ponto a ponto, a Avalon especifica uma interface simples Avalon Streaming (Avalon-ST). Para uma interface onde um processador primário interage com um periférico secundário, a Avalon especifica uma interface Avalon Memory Mapped (Avalon MM).
A interconexão do sistema é a lógica usada para conectar os componentes primários e secundários. Essa lógica pode ser uma ponte, um multiplexador ou um controlador de arbitragem. O Qsys gera automaticamente a lógica de interconexão do sistema e conecta portas primárias e secundárias de forma eficiente, permitindo que várias portas primárias funcionem simultaneamente, o que aumenta drasticamente o desempenho do sistema.
A interconexão do sistema Avalon é personalizada e gerada automaticamente pelo Qsys.
A família de processadores Nios II oferece os elementos arquitetônicos básicos encontrados na maioria dos processadores modernos de 32 bits, incluindo:
Tamanho de instruções de 32 bits
Dados e caminhos de endereço de 32 bits
32 registradores de uso geral
32 fontes de interrupção externas
Cache de instruções configurável
Cache de dados configurável
Interface comum para até 256 instruções personalizadas
Interface comum para a integração de periféricos personalizados
Instruções personalizadas são blocos de hardware adicionados pelo usuário que aumentam a unidade lógica aritmética (ALU) de uma CPU. Os processadores Nios II são totalmente compatíveis com o uso de instruções personalizadas, permitindo que você ajuste o hardware do sistema para atender aos objetivos de desempenho. Você pode criar até 256 instruções personalizadas por núcleo do processador Nios II usados no sistema. De modo semelhante às instruções nativas do Nios II, a lógica de instruções personalizada pode levar valores até dois registradores de origem e, opcionalmente, reescrever o resultado em um registrador de destino.
A ferramenta de desenvolvimento de software do processador Nios II gera um ambiente de tempo de execução C/C++ personalizado adaptado ao hardware do sistema. O Embedded Design Suite Nios® II também simplifica a configuração do projeto ao oferecer vários modelos de software que podem ser usados como arquivos “iniciadores” no desenvolvimento de soluções de firmware personalizado.
A Altera fornece uma solução completa de depuração de software com o Nios II EDS que permite que a depuração ocorra por meio de um simulador de conjunto de instruções (ISS) ou diretamente no hardware do sistema. A depuração direta de um sistema com o processador Nios II no hardware é habilitada por meio de um módulo de depuração assistido por hardware. O módulo de depuração é rico em recursos e oferece controle de execução, exame e modificação de memória, pontos de interrupção de hardware, acionadores de dados e rastreamento do processador sob o controle de IDE.
Vários dos principais provedores de ferramentas de software embarcadas oferecem compatibilidade com a família de processadores Nios II, provendo sistemas operacionais, middleware, bibliotecas de software, IDEs, depuradores, ferramentas de coverificação e muito mais. Veja a lista completa e atualizada de provedores de ferramentas embarcadas.
Recursos adicionais
Explore mais conteúdo relacionado a dispositivos Intel® FPGA, como placas de desenvolvimento, propriedade intelectual, suporte e muito mais.
Recursos de suporte técnico
Centro de recursos para treinamento, documentação, downloads, ferramentas e opções de suporte.
Placas de desenvolvimento
Comece agora com nosso FPGA e acelere seu tempo de comercialização com hardware e projetos validados pela Intel.
Propriedade Intelectual
Encurte o ciclo dos seus projetos com um amplo portfólio de núcleos de IP validados pela Intel e projetos de referência.
Design de software FPGA
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