Um processador de código aberto personalizável compatível com o ISA do NIOS II e o barramento Avalon

Abstract

O uso do processador soft-core Nios II é muito difundido em projetos de sistemas integrados projetados para FPGAs da Altera, principalmente devido ao seu ferramental de fácil utilização e rica documentação. Apesar de ser um processador configurável, disponível em diferentes versões, com parâmetros ajustáveis, o Nios II não é completamente configurável com exigências específicas, porque ele é fornecido como uma propriedade intelectual de código fechado (IP) e criptografado. Instruções personalizadas só podem ser adicionados de acordo com um modelo predefinido, e mudanças na sua arquitetura não são permitidos. Propomos, portanto, um processador soft-core de código aberto chamado Bluespec Soft-processor (BSP), compatível com o conjunto de instruções (ISA) do Nios II e a especificação do barramento Avalon, permitindo que o processador seja integrado ao ecossistema de ferramentas da Altera. Nosso processador foi escrito utilizando o framework Bluespec, embora atualmente não competitivo em termos de desempenho com Nios II/f, o BSP é eficaz como base para a exploração do projeto e para o ensino de arquitetura de computadores, até mesmo para os alunos sem experiência prévia em desenvolvimento de projeto de hardware.