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알테라, SOPC 통합용 업계 최초의 RISC 기반 임베디드 프로세서 Nios 발표
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- 알테라의 Excalibur 임베디드 (내장형) 프로세서
솔루션으로서 첫번째 제품
- 양산 가격 5달러대에 50MIPs 성능 제공
- 저렴한 개발 키트로 포괄적인 소프트웨어 및
하드웨어 디자인 솔루션 제공
- 시그너스사와의 라이센스 협약 체결로 GNUPro
내장형 시스템 개발 툴을 사용, 기존 C/C++ 코드
개발 지원
 내장형 프로세서 포럼 (6월 12일) - 알테라 코퍼레이션
(알테라 코리아 지사 대표: 김 현식) 은 오늘 프로그래머블
로직에 특별히 최적화된 업계 최초의 RISC기반 내장형
프로세서 코어인 Nios와 Nios 프로세서 코어를 사용한
Excalibur개발 키트를 발표하였다. Nios 코어는
시스템 온 어 프로그래머블 칩 (SOPC) 디자인을 위한
포괄적인 솔루션을 제공하고자 추진되는 알테라의 Excalibur
내장형 프로세서 솔루션으로서는 첫번째로 출시되는
제품이다. (관련 "시스템 온 어 프로그래머블
칩 디자인에 있어 알테라 임베디드 프로세서 통합에
관한 사업 전략 발표" 뉴스를 참조하십시오.)
Nios 내장형 프로세서는 5달러대의 양산 가격에서
50MIPs의 성능을 제공하며 16비트 명령어 세트와 16/32비트
데이터 경로 그리고 한 클럭 당 평균 하나의 명령어를
실행하는 5단계 파이프라인을 사용하여 설계되었다.
"Nios 소프트 코어 프로세서는 컨피규레이션이
가능하고 유연성을 제공하여 시스템 통합에 필요한
확실한 SOPC 솔루션을 제공합니다." 알테라의
마케팅 부사장인 클리프 통씨는 말한다. "Nios와
Nios를 사용한 Excalibur 개발 키트에 포함된 APEX
디바이스 및 포괄적인 소프트웨어와 하드웨어 툴을
통하여 설계엔지니어들은 이제 자신들의 특정 어플리케이션에
맞는, 빠르고 효율적인 SOPC 디자인 개발에 필요한
모든 요소들을 갖추게 되었습니다. 알테라의
프로그래머블 로직 아키텍쳐를 기반으로 개발된 가격
대비 효과가 큰 Nios 내장형 프로세서는 통신이나 컴퓨팅
그리고 스탠얼론 (stand alone) 내장형 프로세서나
마이크로 컨트롤러가 주를 이루는 시장의 어플리케이션
혹은 ASIC (application-specific integrated circuit)과
ASSP (application-specific standard product) 방식으로
내장되는 어플리케이션을 겨냥하고 있습니다."
클리프 통씨에 따르면 온 칩 ROM 내장 시스템 블록
(ESB)의 소(small) 프로그램을 작동하는 Nios 16비트
내장형 프로세서 코어는 시퀀서 (sequencer) 나 컨트롤러로
하여금 하드코드 (Hard-code)된 스테이트 머신의 역할을
할 수 있게 만든다. 더욱이 외부 FLASH 프로그램
메모리와 커다란 외부 주 메모리를 가진 Nios 32비트
프로세서 코어는 다른 스탠얼론 내장형프로세서에 비하여
더욱 큰 유연성과 프로세싱 파워를 제공한다.
 Nios
내장형 프로세서 개발 환경
사용자는 알테라의 MegaWizard 인터페이스를 사용하여
메모리와 주변기기에 대한 컨피규레이션 기능을 가진
시스템을 매핑해 볼 수 있다. 예를 들어 설계자는
주변기기 타입뿐만 아니라 여러 다양한 메모리 폭과
속도를 선택할 수 있다. 더 나아가 Nios 내장형
프로세서 코어는 세가지 방법으로 확장될 수 있다.
- 칩상에 메모리-매핑
방식의 주변장치 추가
- 읽거나 기록 가능한
디바이스를 CPU의 레지스터 파일로 매핑
- 사용자 설계 기능 블록을
CPU의 ALU로 직접 추가
Nios 내장형 프로세서 코어에 포함된 명령어 세트는
컴파일된 내장 어플리케이션을 대상으로 하며 내장형
시스템에서 특히 많이 사용되는 명령어 (즉 단일 명령어
비트 - 테스트 - 앤 - 스킵)를 포함하고 있다. 코어는
기존 JTAG 핀상에서 시그너스사의 GNU 디버거 (debugger)를
통하여 하드웨어 브레이크 포인트와 런-컨트롤에 대한
지원도 포함하고 있다. 디버거는 알테라의 표준
MasterBlaster나 ByteBlaster/MV케이블을 통하여 CPU
하드웨어와 데이터를 주고 받는다.
Nios 내장형 프로세서는 시그너스사의 GNUPro
내장형 시스템 개발 툴에 의하여 지원된다. GNUPro
툴 세트는 C/C++ 컴파일러, 어셈블러 그리고 디버거를
포함하는 내장형 시스템 설계를 위한 확실하고도 개방적인
개발 플랫폼을 제공한다. 차기 계획은 시그너스사의
ECoS 실시간 OS에 대한 지원을 포함할 예정이다.
일단 Nios 프로세서 코어는 UART, PIO, SPI,
카운터/타이머, 그리고 PWM을 포함하는 주변기기 블록을
포함하여 출시될 예정이다. 차기 주변기기로는
IDE 디스크 컨트롤러, 10/100 이더넷 컨트롤러 MAC
그리고 SRAM 컨트롤러등을 포함하게 될 것이다.
APEX
- 알테라의 주 제품, SOPC 통합 플랫폼
Nios 내장형 프로세서 코어는 대략 1천 여개의
로직 셀을 사용하는데 이는 APEX EP20K200E 디바이스의
12퍼센트 혹은 APEX EP20K1500E 디바이스의 2퍼센트에
불과하며 디바이스 자원의 나머지는 주변이나 커스터마이즈된
로직 기능 구현으로 사용 가능하다. 알테라의
APEX PLD 아키텍쳐는 업계 선두를 달리는 디바이스
집적도 면에서 뿐만 아니라 내장 CAM (content addressable
memory) 과 초당 840M비트의 I/O 대역폭에서의 LVDS를
포함하는 첨단 기능면에서 시스템 레벨의 디자인이
필요로 하는 요건을 만족시키고 있다.
APEX 디바이스 제품군은 6만게이트부터 1백5십만게이트
이상의 범위를 가지며 (1십6만게이트부터 2백5십만
최대시스템 게이트까지) 0.18 마이크론 6층 메탈 프로세스의
공정을 가지고 있다. APEX 디바이스는 궁극적으로
설계 유연성을 제공하여 보드 레벨의 어플리케이션에서
사용될 수 있는 시스템을 단일 디바이스에 효율적으로
통합시킬 수 있다.
가격 및 제공내역
Nios를 포함한 Excalibur 개발 키트는 지금
주문 가능하며 995달러에 공급된다. 이 개발
키트는 Nios 내장 프로세서 코어와 알테라 Quartus
디자인 툴, 내장형 시스템 디자인 툴인 시그너스 GNUPro
세트 그리고 APEX EP20K200E를 포함한 시스템 개발
보드 및 알테라 ByteBlaster 다운로드 케이블을 포함하고
있다.
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