Altera基于MIPS軟式核心處理器的FPGA的五問五答
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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,請談談此一產品對于處理器IP與FPGA產業(yè)的意義為何?
A1：SoC FPGA時代已經來臨。在經濟(更高的研發(fā)成本)、技術(過渡到并行和多內核處理，以及FPGA向前沿新工藝技術的發(fā)展)和市場(CPU體系結構的統(tǒng)一，以及FPGA在嵌入式系統(tǒng)中日益廣泛的應用等)等重要因素的推動下，這些器件達到了關鍵點。
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進行了優(yōu)化。MP32處理器采用了MIPS軟件和工具輔助系統(tǒng)，支持用戶使用WindRiver VxWorks實時操作系統(tǒng)和Wind River工作臺軟件開發(fā)套裝。我們相信，這可以幫助用戶利用豐富的軟件和工具MIPS輔助系統(tǒng)，以及Altera的嵌入式知識產權(IP)內核以及Qsys系統(tǒng)集成流程，定制開發(fā)其嵌入式系統(tǒng)。MP32還加速了高度集成的低成本、低功耗MIPS定制嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)。
Altera在嵌入式系統(tǒng)上進行了多年的創(chuàng)新投入后，已經啟動了“嵌入式計劃”，目的是建立一個基于一種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(tǒng)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。這種方法實現(xiàn)了平臺效應，促進了這一平臺以及支持CPU及其輔助支撐系統(tǒng)的增長和發(fā)展。
Q2: 由于Altera在產品藍圖規(guī)劃上,各自具備ARM與MIPS的處理器核心,請談談這兩者的差異性為何?
A2：基于ARM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，軟核實現(xiàn)方法是最靈活的。以MP32和Nios II為例，用戶根據(jù)最終系統(tǒng)的性能和資源需求，在FPGA器件中選擇使用這類嵌入式處理器，這些FPGA包括我們的低成本Cyclone FPGA，以及高性能Stratix器件等。而且，如果需要進一步增強處理能力，只要邏輯密度支持，用戶可以在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ARM-Cortex A9子系統(tǒng)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(tǒng)之間的寬帶低延時互聯(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(shù)據(jù)吞吐量，以及高效能在系統(tǒng)觀察和調試。
Q3: 此次軟式核心的FPGA的推出,預計何時量產?會被先應用在何種應用市場?
A3：MP32是可以下載的軟核處理器，現(xiàn)在能夠進行評估，并可以購買，由我們的合作伙伴System Level Solutions有限公司(SLS)進行代理。關于MP32處理器及其詳細規(guī)范的更多信息，請訪問SLS網站：http://www.slscorp.com/pages/mp32.php。醫(yī)療成像和通信市場的前沿企業(yè)目前已經開始大批量采用MP32。
MP32處理器實際上有廣泛的市場應用領域，例如，用戶發(fā)現(xiàn)集成傳統(tǒng)MIPS微處理器和FPGA有很大的優(yōu)勢：
a) 產品更迅速面市——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和網絡在內的應用。用戶確實可以充分發(fā)揮整個MIPS輔助系統(tǒng)的優(yōu)勢。而且，用戶可以輕松的重復使用自己的IP，這節(jié)省了開發(fā)定制應用的時間，減少了這方面的投入。
b) 系統(tǒng)集成效率——我們的設計流程基于Qsys系統(tǒng)集成工具，最新版Quartus II設計軟件提供這一工具。Qsys自動生成互聯(lián)邏輯，連接IP功能和子系統(tǒng)。采用MP32，用戶可以利用大量的MIPS輔助系統(tǒng)，使用自己熟悉的工具，進一步縮短了設計時間!
c) 提高系統(tǒng)性能——MP32是軟核處理器，因此，用戶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，每個處理器完成專用功能。通過使用多個處理器，您進一步提高了性能?，F(xiàn)在，MP32針對我們的FPGA進行了優(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，在用戶的定制應用中，用戶可以重新使用為自己的MIPS處理器編寫的軟件。他們需要做的是為MP32處理器重新編譯代碼。
e) 利用VxWorks RTOS支持來縮短軟件開發(fā)時間——使用Workbench，Wind River為我們的Stratix III開發(fā)套件開發(fā)了電路板支持包。VxWorks提供了很多實用的軟件和中間件，用戶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,請談談貴公司與Wind River的合作狀況,此外,Altrea也有與英特爾的Atom有所整合,這是否會有加乘效果,最主要的效益為何?
A4：在過去十多年中，我們清楚的認識到CPU體系結構將統(tǒng)一為：ARM、MIPS、PowerPC和x86。這種統(tǒng)一趨勢的主要原因在于軟件特性和功能重用。對于用戶，不需要投入大量的時間和精力在不同的操作系統(tǒng)中重新編寫已有代碼，而是能夠在新設計中輕松導入并重新使用這類代碼，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)界的領先者合作，為用戶提供最好的產品。
Q5: Altera與Xilinx同時在28奈米產品線分別導入處理器核心IP，您認為未來雙方公司的產品藍圖是否會有沖突？還是會有不同的應用區(qū)隔？
A5：我們認為在這一領域展開競爭是好事情，這將為用戶帶來更好的產品和解決方案。雖然我們無法對公司的未來規(guī)劃和發(fā)展路線做出評論，但是，對Altera而言，我們通過一個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(tǒng)(SoC)應用中實現(xiàn)了前所未有的實時控制。
ARM: Cortex-M1
ARM Cortex-M1處理器滿足了Altera FPGA應用的高質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現(xiàn)方法。
Freescale: V1 ColdFire
小封裝V1 ColdFire內核設計用于入門級32位應用。它提高了系統(tǒng)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(tǒng)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權(IP)內核，還包括您自己的內核，流暢的開發(fā)您的定制應用，提高性能。
通過這些非常全面的方法，我們相信能夠在效能、成本效率、靈活性以及產品及時面市等方面滿足用戶的多種需求。
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