軟核加盟32位IP市場(chǎng)Altera發(fā)布32位Nios II

　　如今，很多嵌入式廠家把目光投向了增長(zhǎng)迅速的32位市場(chǎng)，發(fā)展32位嵌入式處理器。除了傳統(tǒng)的硬核產(chǎn)品外，軟核也開始嶄露頭角。在FPGA世界，繼Xilinx的MicroBlaze之后，5月19日，Altera公司也正式推出了Nios II系列32位RSIC嵌入式處理器。Altera這款第二代軟核嵌入式處理器性能超過200DMIPS，一個(gè)僅需35美分，而且在一塊芯片中最多可集成100個(gè)Nios II，因此為系統(tǒng)開發(fā)者提供了又一新選擇。

軟核的優(yōu)勢(shì)

　　據(jù)Gartner Dataquest估計(jì)，到2007年，含16/32位嵌入式處理器的FPGA市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到110億美元。

FPGA廠商先前都有硬核解決方案，為何還要發(fā)展軟核？

　　軟核的未來更加誘人。Gartner Dataquest在2003年11月的報(bào)告指出：預(yù)期2010年開始采用FPGA平臺(tái)進(jìn)行的設(shè)計(jì)開發(fā)中，3/4將是帶軟核處理器的。談到原因，Altera IP業(yè)務(wù)部副總裁Craig Lytle說主要有四點(diǎn)：1，軟核可使用的處理器可最多達(dá)100個(gè)，而硬核在單個(gè)器件上的數(shù)量是固定的；2，從Altera的角度說，所有Altera FPGA產(chǎn)品都支持軟核處理器產(chǎn)品，從低成本到高性能產(chǎn)品，從低密度到高密度產(chǎn)品；而能支持硬核的套餐產(chǎn)品是固定有限的；3，隨著系統(tǒng)日益先進(jìn)，基于標(biāo)準(zhǔn)處理器的方案會(huì)被淘汰，而象Nios II處理器的方案是基于HDL源碼構(gòu)建的，能夠修改以滿足新的系統(tǒng)需求，避免了被淘汰的命運(yùn)。將處理器實(shí)現(xiàn)為HDL的IP核，開發(fā)者能夠完全定制CPU和外設(shè)，獲得恰好滿足需求的處理器；相比之下，硬核處理器不可能讓客戶自己定義指令。4，軟核處理器可以實(shí)現(xiàn)高性價(jià)比的結(jié)構(gòu)，對(duì)于Altera來說有多種版本軟核可供選擇：經(jīng)濟(jì)版、快速版與標(biāo)準(zhǔn)版，而硬核往往只有一個(gè)版本。

　　談到軟核的缺點(diǎn)，硬核作為單一處理器在頻率上可能更高，不過，今天看到的FPGA廠商的硬核處理器在工藝上難以是最領(lǐng)先的，往往落后一、二代，所以性能的優(yōu)勢(shì)無法落實(shí)在實(shí)際的產(chǎn)品上。例如，Stratix II上的Nios II速度與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的硬核處理器在速度上是一樣的，這是由于Stratix II使用90nm技術(shù)，而競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手還難以達(dá)到這么新的工藝。

　　不過，F(xiàn)PGA廠家之間的軟核相互水火不容，遠(yuǎn)沒有IC設(shè)計(jì)世界里IP可隨便選用的大度。例如，Nios II主要用于Altera FPGA中，MicroBlaze主要用于Xilinx產(chǎn)品中。究其原因，筆者認(rèn)為FPGA廠家主要以推廣FPGA平臺(tái)為主，IP為配合，而這些FPGA壟斷廠家的平臺(tái)之間就是互不兼容的，迫使用戶在使用FPGA與芯核之前必須要先選定立場(chǎng)。

Nios II特點(diǎn)

　　Nios II系列包括三種軟CPU核，一種是最大系統(tǒng)性能的高速版(Fast)，一種是為最少邏輯使用量?jī)?yōu)化的經(jīng)濟(jì)版(Economy)，還有一種是前兩種CPU的平衡的標(biāo)準(zhǔn)版(Standard)。所有核都是100%代碼兼容，讓設(shè)計(jì)者根據(jù)系統(tǒng)需求變化改變CPU，而不會(huì)影響現(xiàn)有的軟件投入。Nios II系列是建立在前一代的基礎(chǔ)之上，能以少量的資源提供更多的性能。另外，Nios II處理器具有完善的軟件開發(fā)套件，包括編譯器、集成開發(fā)環(huán)境(IDE)，JTAG調(diào)試器，實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)(RTOS)和TCP/IP協(xié)議棧。■