汎用 RISC CPU を中心として構築された Nios® II プロセッサは、以下をはじめとする多様なエンド・マーケットにおいて幅広い組込みアプリケーションに対応します。
Nios II プロセッサは極めて多機能で、あらゆるアプリケーションに的確に適合できるように、プロセッサ、ペリフェラル、およびインタフェースのカスタマイズ可能な機能セットを提供しており、標準製品としては入手できないマイクロプロセッサ・コンフィギュレーションの作成も可能です。
オートモーティブ
オートモーティブ市場において、集積化と信頼性は最も重要な目標です。オートモーティブ・エレクトロニクスのデザイン・チームは、コスト低減、デザインの簡素化、および製品の信頼性向上のために、できるだけ多くのデザイン・コンポーネントをシングル・チップに集積するよう意欲的に取組んでいます。
「当社は、複数の標準コンポーネントを Nios II エンベデッド･プロセッサを搭載した 1 個の Cyclone® デバイスに置き換えることによって、デザインの複雑さを軽減でき、開発作業が簡単になり、製品の品質と信頼性の向上を実現しました。」
Georg Sandhaus
Director of System Engineering
Blaupunkt
オートモーティブ・アプリケーションにおける Nios II プロセッサの一般的な用途を以下に示します。
- ハードウェア･アクセラレーション機能付きハードウェア・グラフィックス･プロセッサ
- セントラル･ゲートウェイ・コントローラ
- ドライバ・アシスタンス・システム
- オーディオ処理
デザインに正確に適合するプロセッシング・ソリューションを作成する方法については、Nios II プロセッサの柔軟性および性能の利点を参照して理解を深めてください。また、アルテラのオートモーティブ･エンド･マーケット・セクションもご覧ください。
放送機器
放送業界が求める要求条件は広範囲に及びますが、それらの中で最重要事項の 1 つが性能です。 Nios II プロセッサは放送機器のデザイン･エンジニアに、柔軟性の高いプロセッサ・ソリューション、すなわち最も厳しい性能要件を満たしながらコストも最適化されるようにコンフィギュレーション可能な、プロセッサ･ソリューションを提供します。
「各 Networked Broadcast Monitoring System で、1 つの Stratix® II FPGA が Nios II エンベデッド･プロセッサを介した、重要な計算を多用するビデオ･スケーリング機能、高速ネットワーク･インタフェース機能、および制御機能を実行します。このように数個のコンポーネント分に相当する ASSP（特定用途向け標準製品)と 1つの標準プロセッサを 1 個のデバイスに集積化することによって、弊社の製品のコンパクト性、費用効果、および信頼性が向上します。」
Peter Bussens
Product Manager
Barco
詳細情報として、エンベデッド・システムにおいて、クロック周波数を高くしたり、リスクの増加を伴わない Nios II プロセッサ使用による性能の最適化について参照して理解を深めてください。また、放送機器エンド･マーケットに記載されるアルテラ製品に関する情報をご覧ください。
民生機器
民生機器エンド･マーケットは極めてコスト要求の厳しい市場であり、それに応えるのがアルテラの Cyclone® シリーズ FPGA および HardCopy® ASIC などの低コスト・デバイスです。さらに、Nios II/e 「エコノミー (economy)」 CPU コアは、低コストを実現するよう最適化されています。
デジタル･ビデオやオーディオ･コンテンツは、コンシューマ市場における技術要件の多くを決定する要因となっています。Cyclone シリーズの FPGA のコスト効果と Nios II プロセッサの驚異的な多機能性を組み合わせると、Seventech 社製組み込み工業用コントローラ Merlin のような、画像やオーディオ処理を扱うアプリケーションに理想的なプラットフォームが形成されます。
「当社は Nios II プロセッサ用カスタム・インストラクションでの開発手法により、従来のエンベデッド・アーキテクチャの限界を越え、お客様に真のソリューションを提供することができました。」
Salvo De Luca
Hardware and HDL Lead Designer
Seventech
Nios II プロセッサを低コストの Cyclone シリーズのデバイスに実装して、高性能、コスト効果の高いプロセッシング･ソリューションを実現するのに理想的です。本格的な量産製品向けに Nios II デザインを HardCopy ASIC に追加ライセンス費用なしで実装することができます。詳しくは Nios II プロセッサの柔軟性の利点またはアルテラのコンシューマ・エンド･マーケット向け製品をご覧ください。
医療機器
一般に長年にわたってサポートを必要とするメディカル・アプリケーションについては、陳腐化がデザイン上の重要な課題になることがあります。この市場の開発者は、陳腐化する可能性が低く、また十分な使用実績のある汎用プロセッサの採用を検討する段階で、柔軟性と性能を犠牲にすることがよくあります。このような寿命の長いメディカル・アプリケーションに対して、Nios II プロセッサのようなコンフィギュレーション可能な機能セットを備えたソフト･プロセッサは理想的なソリューションです。
ソフトウェアへの資産を保護しながら、機能や性能面で妥協しない的確に適合するシステムの構築を可能にする Nios II プロセッサの多様性は、医療用機器市場のエンベデッド・システムの開発者から高い評価を得ています。 Nios II プロセッサは、デザインに必要な機能およびペリフェラルのみを実装するようにカスタマイズ可能で、必要に応じて新しい FPGA にターゲットを容易に変更する事が可能なプロセッサ IP（intellectual property）を提供します。
詳しくは、アルテラの医療機器エンド･マーケット向け製品を参照ください。Nios II プロセッサによる製品寿命の延長についてもご覧ください。
軍用機器および航空宇宙
軍用機器および航空宇宙などのエンド・マーケットは、特に製品寿命に敏感な市場です。 この市場の多くの最終製品は、10 年以上のデザイン・サイクル間隔で出荷することを想定して設計されています。 一般に標準プロセッサがこの期間にわたって陳腐化しない保証はできませんが、Nios II プロセッサのようなソフトコア・プロセッサでは、必要に応じて容易に新しい FPGA にターゲットを変更し、 ソフトウェア資産を保護することができるため、陳腐化しないプロセッサとなっています。 軍用機器および航空宇宙産業のもう 1 つの共通要件は、製品出荷後に機能を追加してアップグレードし、市場における製品の有効寿命を延長することです。 Nios II プロセッサを使用する多くの設計者は、現場でより簡単にリモート・アップグレードが行えることを経験しました。 ソフト・コア Nios II プロセッサを実装し、ハードウェアおよびソフトウェア・コンフィギュレーション・イメージを管理すると、機能セットを拡張したりバグを修正する為に製品のアップグレードを簡単に実現できます。 |
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「Stratix II デバイスの高集積さ、卓越したデジタル信号処理 (DSP) 性能および Nios II プロセッサを組み合わせることと新機能を製品群に追加することで、製品寿命を延長することが可能となりました。」
Stéphan Charbonneau
Radio Products Manager
Ultra Electronics
ユーザ・アプリケーションで、航空電子システムのために D0-178B サポートが必要ですか? アルテラのエンベデッド・ソフトウェア・パートナである Micirum の MicroC/OS-II リアル・タイム・オペレーティング・システムをお試しください。 また、Nios II プロセッサのライフ・サイクルの利点およびコスト増につながるプロセッサの陳腐化を防止する方法についての詳細は、ライフ・サイクルの利点を参照してください。 軍用機器および航空宇宙エンド・マーケットについて詳しくは、アルテラの軍用機器および航空宇宙セクションを参照してください。
テストおよび計測機器
テストおよび計測機器製品もフィールドでのアップグレードが可能です。メーカが機能の追加またはバグ修正のためにフィールドでアップグレードを行うことができれば、製品の市場での寿命を効果的に延長することができます。 ソフト・コア Nios II プロセッサは、ハードウェアおよびソフトウェア・コンフィギュレーション・イメージを管理することによって、これらのリモート・アップグレードを容易に採用できます。
また、Nios II プロセッサは、デザイン・サイクルの後半でペリフェラルおよび機能を追加する柔軟性を必要とするアプリケーションのために、マルチ・プロセッサや FPGA コ・プロセッシング・システムにも広く採用されています。
ワイヤレス
消費電力の管理は、ワイヤレス市場における主な課題の 1 つです。消費電力が最優先事項である場合、デザインに追加されたすべてのコンポーネントを綿密に解析する必要があります。 また、クロック・レートを制限しながら性能要求を満足するという、相反する目標となる可能性があります。 FPGA を使用すれば、システム・プロセッサやペリフェラルなどの多くの機能を ワンチップに統合することが可能です。 Nios II プロセッサ・システムは、FPGA のカスタム・ペリフェラルなど、目的のデザインに必要なペリフェラルとインタフェースのみを実装するようにコンフィギュレーションできます。さらに、カスタム・インストラクションやハードウェア・アクセラレータを用いて、1クロック・サイクルあたりの処理を増やし、クロック周波数を高めることなく性能を向上させることができます。 |
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「アルテラの製品を使用すれば、1つの標準プロセッサ・ソリューションでは得られない、複雑な組込み機能と信号処理機能の組み合わせをコンフィギュレーションする柔軟性が得られます。」
Tony Berggren
Radio Architectures Technology Leader
Tait
パナソニックモバイルコミュニケーションズ製 3.5G Network Base Transceiver Station （BTS）では、高速トランシーバとマイクロプロセッサ機能を集積する必要があり、これに対応できるのはアルテラの Stratix GX デバイスと Nios エンベデッド･プロセッサだけです。
「Niosプロセッサの完成度の高さと優れた開発ツールは、当社 BTS のベースバンドシステム内の呼制御、バス制御機能の処理の実現に最適でした。アルテラは、単一デバイスにトランシーバおよびプロセッサ機能の集積化を可能にしたことで、より低価格なコスト目標を満たすソリューションを提供しつつ、当社の厳しい製品開発スケジュールにも対応することができました。」
菖蒲正和 様
パナソニックモバイルコミュニケーションズ
ゼネラル・マネージャ
ノード B 開発グループ担当
クロック周波数を高くしないで、エンベデッド･ソフトウェアを高速化する方法については、Nios II C-to-Hardware （C2H）アクセラレーション・コンパイラの使用を参照してください。
ワイヤーライン
リアルタイム性能要件を持つネットワーキング・アプリケーションは、長年にわたり FPGA ファブリックの潜在的な処理能力や広いデータ帯域幅の恩恵を受けてきました。しかし、RTL のみのデザインでは、デザインの柔軟性が低下し、回避可能なリスクも混入します。多くのネットワーキング･アプリケーションで、FPGA へのプロセッサの追加やハードウェア／ソフトウェアの境界を越えたタスクの分割を行い、アプリケーションごとに最適なトレードオフを見出すことによって、新たな性能と柔軟性が開拓されています。
「当社は、Nios プロセッサが複雑なアルゴリズムの開発および実装のための強力かつ信頼性の高いプラットフォームになると考えます。マイクロプロセッサの機能とプログラマブル・ロジックを組み合わせることで、設計者はデジタル機能の最適な実装を達成することができます。」
Santo Maggio
Project Leader
Optical Multi-Service Node Lab
Alcatel
詳しくは、Nios II プロセッサを使用したハードウェア･アクセラレーションを参照してください。
