NIOS II.ppt

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1、计算机EDA设计教程北航计算机学院艾明晶1共2学时第7章NiosⅡ嵌入式处理器设计7.1NiosⅡ嵌入式处理器简介7.2NiosⅡ嵌入式处理器软、硬件开发流程7.3NiosⅡ嵌入式处理器系统的开发7.4NiosⅡ嵌入式处理器外围接口7.5HAL系统库7.6设计实例——电子钟27.1NiosⅡ嵌入式处理器简介一、第一代Nios嵌入式处理器二、第二代Nios嵌入式处理器三、可配置的软核嵌入式处理器的优势内容概要37.1NiosⅡ嵌入式处理器简介一、第一代Nios嵌入式处理器2000年，Altera发布了Nios处理器，这是第一款可用于可编程逻辑器件的可配置的软核处理器。基于RISC技术16位

2、指令集16/32位数据通道5级流水线在一个时钟周期内完成一条指令的处理具有一种基于JTAG的OCI（片上仪器）芯核47.1NiosⅡ嵌入式处理器简介2003年，Altera发布了Nios3.0处理器，它有16位和32位两个版本，能在低成本的Cyclone和高性能的Stratrix芯片上实现。主要特性：更多的可配置寄存器极大的灵活性和可扩展性功能强大的开发工具（SOPCBuilder）第一代Nios处理器的缺点没有提供软件开发的集成环境，用户需要在NiosSDKShell中以命令行的形式执行软件的编译、运行、调试。程序的编辑、编译、运行都是分离的。不支持对项目的编译。57.1NiosⅡ嵌入式

3、处理器简介二、第二代Nios嵌入式处理器2004年６月，Altera继在全球推出CycloneⅡ和StratrixⅡ器件系列后，又推出支持这些新款芯片的NiosⅡ嵌入式处理器。与第一代Nios相比，最大处理性能提高了3倍，CPU内核部分的面积最大可缩小1/2（32位Nios处理器占用1500个LE，NiosII最少只占用600个LE）。广泛应用于嵌入式系统的设计中。67.1NiosⅡ嵌入式处理器简介种类特　性CPU结构32Bit指令集32Bit数据宽度线32个通用寄存器2GByte寻址空间片内调试基于边界扫描测试(JTAG)的调试逻辑，支持硬件断点、数据触发以及片外和片内的调试跟踪定制指令

4、最多达到256个用户定义的CPU指令软件开发工具NiosⅡIDE（集成开发环境）基于GNU的编译器硬件辅助的调试模块表7-1NiosⅡ系列处理器的特性77.1NiosⅡ嵌入式处理器简介NiosII提供3种不同的内核，以满足系统对不同性能和成本的需求。最高性能的优化平衡性能和尺寸最小逻辑占用的优化表7-2NiosⅡ系列处理器的成员87.1NiosⅡ嵌入式处理器简介NiosⅡvsNiosNiosⅡPipelinedRISCArchitecture32-BitInstructionsFlatRegisterFile32-BitDataPath32PrioritizedInterruptsOpti

5、onalInstruction&DataCacheCustomInstructionsBranchPredictionNiosPipelinedRISCArchitecture16-BitInstructionsWindowedRegisterFile16-Bitor32-BitDataPath64PrioritizedInterruptsOptionalInstruction&DataCacheCustomInstructions97.1NiosⅡ嵌入式处理器简介NiosⅡ:Faster&Smaller（NiosⅡ/f）107.1NiosⅡ嵌入式处理器简介NiosⅡ:Faster&Sma

6、ller（NiosⅡ/s）117.1NiosⅡ嵌入式处理器简介NiosⅡ:Faster&Smaller（NiosⅡ/e）127.1NiosⅡ嵌入式处理器简介High-PerformanceInterconnect采用内部Avlon总线，连接主从构件，并进行主从构件间的通信。主外设从外设137.1NiosⅡ嵌入式处理器简介SomeImportantPeripheralsforNiosIISystemIDPeripheralUsedtoEnsureHardware/SoftwareVersionSynchronizationSimple2read-onlyregisterperipheralc

7、ontaininghardwareIDtags.Register1containsrandomnumberRegister2containstimeanddatewhensystemwasgeneratedinSOPCBuilderCanbecheckedatruntimetoensurethatthesoftwaretobedownloadedmatchesthehardwareimageMemoryInterface