Altera公司的NiOSⅡ微处理器软核和Xilinx公司的MicroBlaze微处理器软核都是32位哈佛结构的RISC处理器，数据和地址总线是分开的。两种处理器软核都包含有ALU算术逻辑单元、程序计数器、通用寄存器、指令Cache和数据Cache，以及可选的乘法器、除法器等硬件。这两个微处理器软核通常利用片上存储器与高速的系统总线连接，此外又有外设总线。由于是哈佛结构，所以系统总线和外设总线的数据和指令通道是分开的。下表给出了 NiOSⅡ与 MicroBlaze微处理器核特性的比较。
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NiOSⅡ |
MicroBlaze | ||||||||
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总线 形式 |
Avalon Swich (多种传输方式) |
Avalon Chanel TCM （指令/数据） |
FSL | |||||||
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LMB总线 |
OPB总线 | |||||||||
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自动生成仲裁、地址译码、总线尺寸、等待状态和中断等 |
快速 |
标准 |
经济 |
指令 |
数据 |
指令 |
数据 | |||
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4/4 |
4/0 |
0/0 |
可选 |
可选 |
可选 |
必备 | ||||
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流水 |
快速：6级；标准：5级；经济：无 |
3级 | ||||||||
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寻址 范围 |
Flash Other Peripheral SDRAM System Memory |
0x0~0x000400000400 000~800000 800000~1000000 >1000000 |
32位寻址 范围从x00000000~xFFFFFFFF | |||||||
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内部存储器限制 |
经济：2个M4K 标准：2个M4K+ Cache 快速：3个M4K+ Cache |
分配LMB的地址空间受BRAM数量限制 分配到OPB的每个例示于BRAM外设映射受限制 | ||||||||
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专用 地址 |
在“exception location”中编码所有的例外进程 复位（必须在闪存）、例外和断点 例外包括：硬件中断、软件例外 |
x00000000~ x00000018必为用户写 复位：0x00000000 中断：0x00000008 例外：0x00000010 | ||||||||
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寄存器 |
通用（16） R0：0x00000000 R1：汇编暂存 R2、R3：返回值 R4～R7：寄存器幅度 R8～R15：保存调用 |
控制（16） R24：et 例外暂存 R25：bt 断点暂存 R26：gp 全局指针 R27：sp 堆栈指针 R28：fp 帧头指针 R29：ea 例外返址 R30：ba 断点返址 R31：ra 返回地址 |
专用 R0：0x00000000 R1：堆栈指针 R2：R/O R13：R/W R14：中断返址 R15：子程序返址 R16：诊断返址 R17：例外返址 R18：保留 |
易失 R3 ～R12 非易失 R19～R31 程序计数器 PC 主机状态寄存器 MSR | ||||||
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软件工具 |
NiOSⅡIDE 产生硬件抽象层（HAL）库包括： 器件驱动程序、初始化软件、文件系统、stdio stderr |
GNU 交叉编译GCC（mb-gcc）C转汇编 汇编器AS：汇编转目标码 链接器LD：目标码转可执行.elf 链接脚本linker script: 控制链接过程 | ||||||||
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诊断 |
无诊断+ 4级诊断 |
XMD/GNU Debugger-GDB | ||||||||
