Nios® II Prozessoren
Der Nios® II Prozessor, der laut Gartner Research der vielseitigste Prozessor der Welt ist, ist der am häufigsten verwendete Soft-Prozessor in der FPGA-Industrie. Der Nios® II Prozessor bietet eine noch nie dagewesene Flexibilität für Ihre kostensensitiven, echtzeit- und sicherheitskritischen (DO-254) Anforderungen sowie für die Verarbeitung von Anwendungen. Der Nios® II Prozessor unterstützt alle Produktreihen von Intel® FPGAs und SoCs.
Wenn Sie mit dem Nios® II Embedded Prozessor entwickeln, haben Sie Zugang zu einem Portfolio von robusten Software-Entwicklungstools und Software-Komponenten, die von uns und unserem Partner-Ökosystem erhältlich sind. Die Nios® II Embedded Design Suite (EDS) ist ein umfassendes Entwicklungspaket für Nios® II Software-Design. Neben den Entwicklungstools enthält der Nios® II EDS auch Software, Gerätetreiber, eine Bare-Metal-Hardware-Abstraction-Layer (HAL)-Bibliothek, eine kommerzielle Netzwerk-Stack-Software und eine Evaluierungsversion eines Echtzeit-Betriebssystems.
Das EDS ist Bestandteil unserer Intel Quartus® Prime (15.1 und höher) oder Intel® Quartus® Entwicklungssoftware (13.1 bis 15.0).
Build-Tools
Die Nios® II Software Build Tools bestehen aus einer Reihe leistungsstarker Befehle, Dienstprogramme und Skripte zur Verwaltung von Build-Optionen für Anwendungen, BSPs und Software-Bibliotheken.
Die Nios® II Software Build Tools (SBT) für Eclipse sind eine integrierte Entwicklungsumgebung für Nios® II Softwareentwicklungsaufgaben, wie z.B. das Bearbeiten, Erstellen und Debuggen. Sehen Sie sich ein kostenloses Schulungsvideo über die Entwicklung von Software für den Nios® II Prozessor an.
Mit einem PC, einem Intel® FPGA und einem Download-Kabel haben Sie alles, was Sie brauchen, um Programme für jedes Nios® II Prozessor-System zu schreiben und mit diesem zu kommunizieren.
Die wichtigen Merkmale des Nios® II SBT für Eclipse:
- Projektbasierte Eclipse-Tools
- Neue Projektassistenten und Nios® II Software-Vorlagen
- Compiler für C und C++ (GNU)
- Unterstützung der Newlib C-Bibliothek
- Quellennavigator, Editor und Debugger
- Tools zur Softwareerstellung
- Nios® II Board Support Package (BSP) Editor
- Intel Quartus® Prime Programmer
- Nios® II Befehlszeile
- Komplette Dokumentation und Schulung
Embedded-Software
Mit dem Nios® II Embedded Prozessor haben Sie Zugang zu einem breiten Bereich an Embedded Softwarekomponenten von Drittanbietern.
Mit dem Nios® II Embedded Prozessor haben Sie Zugang zu einem breiten Bereich an Embedded Softwarekomponenten von Drittanbietern.
Die folgenden Komponenten sind im Lieferumfang des Nios® II EDS enthalten:
- MicroC/OS-II Echtzeit-Betriebssystem (Produktionslizenz separat erhältlich)
- NicheStack TCP/IP Stack – Nios® II Edition (kostenlos als Teil der Nios® II EDS bis Intel® Quartus® Prime Pro Edition Software v21.2 und Intel® Quartus® Prime Standard Edition Software v20.1)
- Hinweis: Das NicheStack TCP/IP Stack Software- und Treiberpaket wird ab Intel® Quartus® Prime Pro Edition Software Version 21.3 und Intel® Quartus® Prime Standard Edition Software Version 21.1 nicht mehr angeboten. Ein neuer TCP/IP-Stack ist für eine zukünftige Version der Intel® Quartus® Prime Design Suite geplant.
- Newlib ANSI-C-Standardbibliothek
- Einfaches Dateisystem
- Beispiele für Hardware-Design und Software-Anwendungen
Eine komplette Liste von Anwendungsbeispielen, Betriebssystemen, Middleware und IP-Kernen (Intellectual Property) ist bei uns und unseren Software-Tool-Partnern erhältlich.
Embedded Software Design Flow
Das Schreiben von Software für den Nios® II Prozessor ist ähnlich wie bei jeder anderen Produktreihe von Mikroprozessoren. Die einfachste Möglichkeit, Designing effektiv zu starten, ist die Verwendung eines Entwicklungskits von Intel. Diese Kits enthalten die Dokumentation, ein fertiges Entwicklungsboard und alle Tools, die zum Schreiben von Nios® II-Programmen erforderlich sind, direkt nach dem Auspacken.
Die von Intel bereitgestellte Nios® II Software-Entwicklungsumgebung besteht aus den folgenden Tools:
- Nios® II IDE–Die integrierte Entwicklungsumgebung (IDE) von Nios® II ist die grafische Benutzeroberfläche (GUI) für die Softwareentwicklung des Nios® II Prozessors. Sämtliche Aufgaben der Softwareentwicklung können mit der Nios® II IDE durchgeführt werden, einschließlich des Bearbeitens, Erstellens und Debuggens von Programmen. The Nios® II IDE is the window through which all other tools can be launched.
- GNU Tool Chain–Die Nios® II Compiler Tool Chain basiert auf dem Standard GNU C Compiler (GCC) Compiler, Assembler, Linker und Makefile Einrichtungen.
- Hardware Abstraction Layer (HAL) System Library–Das HAL bietet eine gehostete C-Laufzeitumgebung auf der Grundlage der C-Standardbibliotheken des American National Standards Institute (ANSI) (z. B. stdio.h, math.h). Der HAL stellt generische E/A-Geräte zur Verfügung, die es dem Benutzer ermöglichen, Programme zu schreiben, die unter Verwendung der Routinen der C-Standardbibliothek (z. B. printf()) auf die Hardware zugreifen.
- Real-Time Operating System (RTOS)–Intel liefert das MicroC/OS-II RTOS mit den Nios® II Entwicklungskits. MicroC/OS-II basiert auf der thread-sicheren HAL-Systembibliothek und implementiert einen einfachen, gut dokumentierten RTOS-Scheduler.
- TCP/IP Stack–Der TCP/IP-Stack baut auf MicroC/OS-II auf und implementiert die Standard-UNIX-Sockets Application Programming Interface (API).
- Instruction Set Simulator (ISS)–Mit dem Nios® II ISS können Sie mit der Entwicklung von Programmen beginnen, bevor die Ziel-Hardwareplattform fertig ist. Mit der Nios® II IDE können Sie Programme auf der ISS so einfach ausführen wie auf einem echten Hardware-Target.
- Designbeispiele– dokumentierte Softwarebeispiele zeigen alle prominenten Funktionen des Nios® II Prozessors und die Entwicklungsumgebung auf.
Dieses Diagramm zeigt den Embedded Software Design Flow für die Nios® II Entwicklungsumgebung. Die Nios® II IDE bietet eine Umgebung für die Code-Erstellung sowie die optionale Integration von RTOS- und TCP/IP-Bibliotheken. Die Nios® II IDE bietet auch ein Tool für das Build-Management, das den GNU-Compiler als zugrunde liegende Technologie verwendet. Das Ausführen und Debuggen von eingebetteten Programmen sind auch Aufgaben, die innerhalb der Nios® II IDE ausgeführt werden. Die Entwickler können ein FPGA-Entwicklungsboard oder die in den Nios® II Entwicklungskits enthaltene ISS verwenden. Außerdem verfügt die Nios® II IDE über einen Flash-Programmierer, der für die Verwaltung des Flash-Inhalts eines Prozessorsystems verwendet werden kann.
Geräte- treiber
Intel bietet Gerätetreiber für Intel® FPGA IP und HAL API an.
Um die Softwareentwicklung zu beschleunigen, stellt Intel einen kompletten Satz von Peripheriegerätetreibern bereit und generiert sogar automatisch ein benutzerdefiniertes BSP.
- Hardware Abstraction Layer (HAL): Steigern Sie Ihre Produktivität, indem Sie Ihre Anwendungen auf dem Nios® II HALO erstellen. Das HAL ist eine klar definierte Softwareschicht, die eine deutliche Trennung zwischen Anwendungs- und Gerätesoftware bildet (siehe Abbildung 1). Der HAL bietet auch Dienste wie Dateideskriptoren, E/A-Steuerung und Pufferung. Diese Dienste werden von den ANSI-C-Bibliotheksfunktionen benötigt, so dass Ihr HAL-Treiber diese Funktionen nicht bereitstellen muss. Mehr erfahren über die HAL System Library (PDF).
- BSP: Die Nios® II Software Build Tools für Eclipse generieren automatisch ein vollständiges BSP, einschließlich der Treiber für die Peripheriegeräte in Ihrem System. Mehr erfahren über den BSP Editor (PDF).
- Benutzerdefinierte Treiber – Erstellen Sie Ihre eigenen benutzerdefinierten Treiber auf der Grundlage von HAL, indem Sie die HAL-Programmierschnittstelle (API) unter Verwendung eines vordefinierten und gut dokumentierten Treiberentwicklungsverfahrens nutzen. Dieser modulare Ansatz fördert konsistenten, portablen und wiederverwendbaren Code. Erfahren Sie mehr über die Entwicklung von Gerätetreibern für den HAL (PDF).
Einstieg
Evaluieren Sie die Nios® II Prozessor Tools und IP und entwickeln Sie kostenlos Software. Wenn Sie bereit sind, Ihr Produkt auszuliefern, müssen Sie eine Nios® II IP-Kern-Lizenz erwerben. Diese gebührenfreie Lizenz läuft nie ab und ermöglicht es Ihnen, Ihr Prozessor-Design auf jedes FPGA auszurichten, so dass Ihre Software-Investition erhalten bleibt, auch wenn sich die zugrunde liegende Hardware ändert. Gehen Sie wie folgt vor:
Schritt 1: Abrufen der Design-Software
Die Nios® II Embedded Design Suite (EDS) ist kostenlos erhältlich und in der Intel® Quartus® Prime Software enthalten, die über das Download Center heruntergeladen werden kann.
Software von dieser Website herunterladen.
Wenn Sie den Nios® II EDS herunterladen, erhalten Sie die folgenden Tools und Software:
- Nios® II SBT für Eclipse
- NicheStack Network Stack, Nios® II Edition (nur enthalten bis Intel® Quartus® Prime Software v21.2 und Intel® Quartus® Prime Standard Edition Software v20.1)
- Micrium’s uC/OS II Evaluation Edition
Die Software Platform Designer und Questa*-Intel® FPGA Edition werden als Teil der Intel® Quartus® Prime Software installiert.
Schritt 2: Evaluierung der Software und Entwicklung der Anwendung
- Erstellen Sie Ihre Anwendungen und evaluieren Sie die Nios® II Standard- und Fast-Cores unter Verwendung des Intel FPGA IP Evaluierungsmodus. Sie müssen keine Lizenz für den Nios® II Economy Core erwerben.
- Viele Referenzdesigns und Tutorials sind im Lieferumfang des Nios® II EDS enthalten. Darüber hinaus sind Online-Schulungen und Kurse mit Dozenten verfügbar. Erfahren Sie mehr über das Schulungsangebot für die Entwicklung mit dem Nios® II Prozessor.
Schritt 3: Kauf der Lizenz
Kaufen Sie eine Lizenz für den IP-Core des Nios® II Prozessors und die zugehörigen Produkte.
Nios® II Prozessor IP
Sie erhalten eine Lizenzdatei für den Nios® II Prozessor zur zeitlich unbegrenzten Verwendung, indem Sie eine eigenständige Lizenz für den Nios® II Prozessorkern erwerben (Bestellnummer: IP-NIOS) oder als Teil der Embedded IP Suite (IPS-EMBEDDED).
Es sind sowohl feste als auch variable Lizenzen erhältlich. Um eine Lizenzdatei zu erhalten, wenden Sie sich bitte an Ihre lokale Vertretung.
Weitere Informationen zur Nios® II Prozessor Lizenzierung.
Micrium MicroC/OS-II
Um eine Lizenz für das Micrium MicroC/OS-II RTOS zu erhalten, kontaktieren Sie Micrium noch heute. Ein großer Bereich von Embedded-Software-Partnern unterstützt den Nios® II Prozessor.
Mehr erfahren über unsere Embedded Software Partner.
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