Altera基于MIPS軟式核心處理器的FPGA的五問(wèn)五答
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Q1: 日前Altera與MIPS推出業(yè)界第一款的軟式核心處理器的FPGA,請談?wù)劥艘划a(chǎn)品對于處理器IP與FPGA產(chǎn)業(yè)的意義為何?
A1：SoC FPGA時(shí)代已經(jīng)來(lái)臨。在經(jīng)濟(更高的研發(fā)成本)、技術(shù)(過(guò)渡到并行和多內核處理，以及FPGA向前沿新工藝技術(shù)的發(fā)展)和市場(chǎng)(CPU體系結構的統一，以及FPGA在嵌入式系統中日益廣泛的應用等)等重要因素的推動(dòng)下，這些器件達到了關(guān)鍵點(diǎn)。
最新推出的MP32是業(yè)界的第一款100% MIPS2.0體系結構兼容軟核處理器，它針對Altera FPGA進(jìn)行了優(yōu)化。MP32處理器采用了MIPS軟件和工具輔助系統，支持用戶(hù)使用WindRiver VxWorks實(shí)時(shí)操作系統和Wind River工作臺軟件開(kāi)發(fā)套裝。我們相信，這可以幫助用戶(hù)利用豐富的軟件和工具M(jìn)IPS輔助系統，以及Altera的嵌入式知識產(chǎn)權(IP)內核以及Qsys系統集成流程，定制開(kāi)發(fā)其嵌入式系統。MP32還加速了高度集成的低成本、低功耗MIPS定制嵌入式系統的開(kāi)發(fā)。
Altera在嵌入式系統上進(jìn)行了多年的創(chuàng )新投入后，已經(jīng)啟動(dòng)了“嵌入式計劃”，目的是建立一個(gè)基于一種FPGA設計流程方法的多家供應商、多CPU體系結構SoC FPGA平臺。FPGA設計流程方法可以用作多種SoC FPGA的基礎，以及使用軟核CPU和其它軟核IP的SoC解決方案?？梢詮腁ltera獲得ARM A9 (硬核)、ARMM1 (軟核)、MIPS (軟核)、Freescale (軟核)和Nios II (軟核) CPU，而Atom E6X5C可配置處理器由Intel提供。這種集成方法在一種FPGA體系結構和設計流程中統一了三種主要的CPU體系結構以及最流行的基于FPGA的軟核CPU。這種方法實(shí)現了平臺效應，促進(jìn)了這一平臺以及支持CPU及其輔助支撐系統的增長(cháng)和發(fā)展。
Q2: 由于A(yíng)ltera在產(chǎn)品藍圖規劃上,各自具備ARM與MIPS的處理器核心,請談?wù)勥@兩者的差異性為何?
A2：基于A(yíng)RM的硬核嵌入式ARM處理器與MP32等軟核處理器的不同是多方面的：相對于要使用的FPGA器件，軟核實(shí)現方法是最靈活的。以MP32和Nios II為例，用戶(hù)根據最終系統的性能和資源需求，在FPGA器件中選擇使用這類(lèi)嵌入式處理器，這些FPGA包括我們的低成本Cyclone FPGA，以及高性能Stratix器件等。而且，如果需要進(jìn)一步增強處理能力，只要邏輯密度支持，用戶(hù)可以在FPGA或者HardCopy ASIC器件中盡可能多的置入軟核處理器。
Altera SoC FPGA體系結構在A(yíng)RM-Cortex A9子系統中將含有多種硬核IP，以及高性能多端口存儲器控制器，以提高存儲器帶寬。FPGA和CPU子系統之間的寬帶低延時(shí)互聯(lián)將支持高性能應用和高效的FPGA硬件加速。高級內部交換架構將支持高效的數據吞吐量，以及高效能在系統觀(guān)察和調試。
Q3: 此次軟式核心的FPGA的推出,預計何時(shí)量產(chǎn)?會(huì )被先應用在何種應用市場(chǎng)?
A3：MP32是可以下載的軟核處理器，現在能夠進(jìn)行評估，并可以購買(mǎi)，由我們的合作伙伴System Level Solutions有限公司(SLS)進(jìn)行代理。關(guān)于MP32處理器及其詳細規范的更多信息，請訪(fǎng)問(wèn)SLS網(wǎng)站：http://www.slscorp.com/pages/mp32.php。醫療成像和通信市場(chǎng)的前沿企業(yè)目前已經(jīng)開(kāi)始大批量采用MP32。
MP32處理器實(shí)際上有廣泛的市場(chǎng)應用領(lǐng)域，例如，用戶(hù)發(fā)現集成傳統MIPS微處理器和FPGA有很大的優(yōu)勢：
a) 產(chǎn)品更迅速面市——MP32處理器繼承了多種IP內核的優(yōu)勢，支持嵌入式處理、協(xié)議、存儲器控制以及包括視頻、DSP和網(wǎng)絡(luò )在內的應用。用戶(hù)確實(shí)可以充分發(fā)揮整個(gè)MIPS輔助系統的優(yōu)勢。而且，用戶(hù)可以輕松的重復使用自己的IP，這節省了開(kāi)發(fā)定制應用的時(shí)間，減少了這方面的投入。
b) 系統集成效率——我們的設計流程基于Qsys系統集成工具，最新版Quartus II設計軟件提供這一工具。Qsys自動(dòng)生成互聯(lián)邏輯，連接IP功能和子系統。采用MP32，用戶(hù)可以利用大量的MIPS輔助系統，使用自己熟悉的工具，進(jìn)一步縮短了設計時(shí)間!
c) 提高系統性能——MP32是軟核處理器，因此，用戶(hù)可以盡可能多的使用MP32處理器，只要能夠在所選擇的FPGA器件中置入它們既可，每個(gè)處理器完成專(zhuān)用功能。通過(guò)使用多個(gè)處理器，您進(jìn)一步提高了性能?，F在，MP32針對我們的FPGA進(jìn)行了優(yōu)化。
d) 充分利用已有的軟件投入——MP32處理器與MIPS 2.0體系結構100%兼容，因此，在用戶(hù)的定制應用中，用戶(hù)可以重新使用為自己的MIPS處理器編寫(xiě)的軟件。他們需要做的是為MP32處理器重新編譯代碼。
e) 利用VxWorks RTOS支持來(lái)縮短軟件開(kāi)發(fā)時(shí)間——使用Workbench，Wind River為我們的Stratix III開(kāi)發(fā)套件開(kāi)發(fā)了電路板支持包。VxWorks提供了很多實(shí)用的軟件和中間件，用戶(hù)可以在自己的最終應用中重新使用它們。
Q4: 此款軟式核心的FPGA推出,有加上Wind River的協(xié)助,請談?wù)勝F公司與Wind River的合作狀況,此外,Altrea也有與英特爾的Atom有所整合,這是否會(huì )有加乘效果,最主要的效益為何?
A4：在過(guò)去十多年中，我們清楚的認識到CPU體系結構將統一為：ARM、MIPS、PowerPC和x86。這種統一趨勢的主要原因在于軟件特性和功能重用。對于用戶(hù)，不需要投入大量的時(shí)間和精力在不同的操作系統中重新編寫(xiě)已有代碼，而是能夠在新設計中輕松導入并重新使用這類(lèi)代碼，這對于設計人員而言是非常重要的。Altera的策略是與軟件和CPU體系結構業(yè)界的領(lǐng)先者合作，為用戶(hù)提供最好的產(chǎn)品。
Q5: Altera與Xilinx同時(shí)在28奈米產(chǎn)品線(xiàn)分別導入處理器核心IP，您認為未來(lái)雙方公司的產(chǎn)品藍圖是否會(huì )有沖突？還是會(huì )有不同的應用區隔？
A5：我們認為在這一領(lǐng)域展開(kāi)競爭是好事情，這將為用戶(hù)帶來(lái)更好的產(chǎn)品和解決方案。雖然我們無(wú)法對公司的未來(lái)規劃和發(fā)展路線(xiàn)做出評論，但是，對Altera而言，我們通過(guò)一個(gè)FPGA設計流程支持多款業(yè)界最好的嵌入式處理器，包括：
Altera: Nios II處理器
采用世界上最通用的嵌入式處理器——Nios II，在您應用中完美的結合外設、存儲器接口和硬件加速器。其豐富的功能在您的定制芯片系統(SoC)應用中實(shí)現了前所未有的實(shí)時(shí)控制。
ARM: Cortex-M1
ARM Cortex-M1處理器滿(mǎn)足了Altera FPGA應用的高質(zhì)量標準處理器體系結構需求，幫助您為每一工程選擇最佳實(shí)現方法。
Freescale: V1 ColdFire
小封裝V1 ColdFire內核設計用于入門(mén)級32位應用。它提高了系統利用率，降低了功耗，性能是8位MCU的十倍以上。
Intel: E6xx
Intel Atom處理器E6x5C系列具有在多芯片封裝中含有Intel Atom處理器E6xx系列以及Altera FPGA的優(yōu)勢。這樣，您能夠更靈活的采用專(zhuān)用I/O，突出您的設計優(yōu)勢，迅速適應需求的變化。
MIPS: MP32
MP32處理器是支持流行的VxWorks操作系統的業(yè)界第一款也是唯一一款100%兼容MIPS的軟核處理器。您可以重新使用軟件代碼和知識產(chǎn)權(IP)內核，還包括您自己的內核，流暢的開(kāi)發(fā)您的定制應用，提高性能。
通過(guò)這些非常全面的方法，我們相信能夠在效能、成本效率、靈活性以及產(chǎn)品及時(shí)面市等方面滿(mǎn)足用戶(hù)的多種需求。
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