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1、29.07.2020,1,本资料来源,29.07.2020,SOPC技术基础教程 NIOS处理器体系结构,授课教师:孔庆臣,29.07.2020,3,NIOS处理器的特点,1) NIOS处理器采用流水线技术、单指令流的32位通用RISC处理器 2) 提供全32位的指令集、数据总线和地址总线 3) 提供32个通用寄存器 4) 提供32个外部中断源 5) 提供结果为32位的单指令32X32乘除法 6) 提供专用指令计算结果为64位和128位的乘法 7) 可以定制单精度浮点计算指令 8) 单指令桶形移位寄存器 9) 对各种片内外设的访问及与片外外设和存储器的接口 10)硬件辅助的调试模块,在IDE环
2、境下,可完成开始、停止、断点、单步执行、指令跟踪等 基本调试和高级调试功能 11)基于GNU C/C+工具集和Eclipse IDE的软件开发环境 12)ALTERA公司的SignalTap逻辑分析仪,实现对指令、数据、FPGA设计中的逻辑信号进行 实时分析 13)所有NISO处理器均兼容的指令系统 14)高达218DMIPS的性能,29.07.2020,4,NIOS处理器的体系结构,NIOS处理器是一种软核处理器,可配置性是其最大特点。,Nios II,32位软核处理器,Nios II/f (快速),Nios II/e (经济),Nios II/s (标准),性能最高,占用逻辑资源最多,占用
3、逻辑资源最少,性能最低,平衡了逻辑资源占用和性能,29.07.2020,5,NIOS处理器的体系结构,地址发生器, 与CPU相连的各外设,各外设复位后的状态要具体参考各外设的手册; 用户指令逻辑在复位后的状态要参看用户指令逻辑的手册或说明。,29.07.2020,43,NIOS处理器的运行模式,Nios II处理器有3种运行模式: 用户模式(User Mode); 超级用户模式(Supervisor Mode) ; 调试模式(Debug Mode) 。 通常系统程序代码运行在超级用户模式。在V6.0版本以前的Nios II 处理器都不支持用户模式,永远都运行在超级用户模式。,调试模式: 拥有最大的访问权限,可以无限制地访问所有的功能模块;,超级用户模式: 除了不能访问与调试有关的寄存器(bt、ba和bstatus)外,无其它访问限制;,用户模式: 是超级用户模式功能访问的一个子集,它不能访问控制寄存器和一些通用寄存器。,29.07.2020,44,NIOS处理器的运行模式,Nios II 处理器3种运行模式切换,Nios II处理器3种运行模式,29.07.2020,45,NIOS处理器的性能一览,