Processadores Para o Próximo Milênio - Parte 4

Processador Nios da Altera

Esse processador não tem desempenho comparável com os processadores aqui analisados, já que ele chega apenas a 50 MIPS (mega instruções por segundo). Porém, o que o torna notável é o fato de ser totalmente construído em PLD, sigla que significa dispositivos lógicos programáveis, do inglês “Programmable Logic Device".

Um dispositivo lógico programável é um circuito digital que o usuário pode configurar de forma a solucionar seu problema. É como se fosse um Lego Digital onde o usuário junta as peças para construir o circuito digital que necessita. O que a Altera fez foi fornecer, junto com seu Lego Digital, um mapa que ensina a construir um processador RISC. Note que o usuário pode alterar esse mapa e construir uma CPU RISC específica para sua necessidade. O que é mais interessante é que sobram peças de Lego dentro da caixa, ou seja, sobram circuitos programáveis dentro do chip e estes podem ser usados para implementar ainda outros circuitos digitais.

Essa CPU RISC pode chegar a 50 MIPS, possui um conjunto de instruções de 16 bits, barramento de dados de 16 ou 32 bits, um “pipeline” de 5 estágios e em média executa uma instrução por ciclo. Ela usa, conforme a implementação, de 2% a 25% dos dispositivos programáveis, o que deixa bastante recurso para o usuário expandi-la colocando outros periféricos mapeados em memória, dispositivos de leitura e escrita mapeado nos bancos de registradores, ou ainda, blocos funcionais dentro da CPU. Em suma, o usuário pode modificar essa CPU, talhando-a para sua necessidade específica.

A Figura 5 apresenta um diagrama em blocos do núcleo Nios, que consiste da CPU, de uma interface com memória estática ou dinâmica, de um temporizador, de uma UART, de uma PIO e de uma linha de interrupção. Além disso tudo, também são oferecidos compilador C/C++, montador e depurador.

Figura 5: Diagrama em blocos da CPU RISC Nios da Altera, ressaltando que boa parte ainda está disponível.