Собирал такую мультиядерную систему.
В итоге получается два независимых ядра со своей обвязкой в одной SoPC системе.
Если сами не объедините, то общей памяти не будет.
Я использовал общую память и через флаги занятости читал\писал, но вообще для этого есть аппартный mutex, который все должен делить между ядрами.
Для каждого ядра создается свой soft проект со своими настройками и прочим.
При отладке через JTAG проблем не возникало.
В режиме debug активно одно ядро, другое ждет - вроде так, но точно могу позже посмотреть.
Есть tt_nios2_multiprocessor_tutorial.pdf, которая должна помочь.
Основной проблемой с которой столкнулся при конфигурировании - запуск двух ядер одновременно.