本文選題：可重構處理器　切入點：SoC平臺　出處：《南京大學》2017年碩士論文

【摘要】：sinc插值算法是一種數字信號或圖像的處理算法,可以從離散的數據中構造出原始信號,廣泛的應用于采樣信號的還原,雷達成像領域的圖像重構等領域之中�？芍貥嬏幚砥饕彩钱斚卵芯康臒狳c,可以在運行時根據配置和需求實時配置邏輯器件的狀態(tài),動態(tài)的改變系統的電路結構,使芯片兼顧專用集成電路的高性能和軟件可編程的靈活性。本文基于一種可重構專用處理器RASP(reconfigurable application specific processor)的SoC設計平臺,設計并完成了 一維和二維sinc插值算法的高性能實現。RASP使用粗粒度、靜態(tài)配置的方式,動態(tài)的改變片內可重構計算單元的互聯關系和拓撲結構,以資源復用的方式實現了算法的硬件加速。在充分考慮到sinc插值算法的特性和片內資源的情況下,在RASP這個可重構SoC設計平臺上設計了 一款高精度低硬件復雜度的sinc插值處理單元,并達到了運算效率的最大化。本文針對sinc插值算法對數據的高吞吐率要求,設計了基于算法特性的數據存取模塊,包括兩個源數據矩陣的數據預取單元,數據計算前的預處理模塊,以及相對應的存儲控制單元和地址產生單元。針對片上存儲資源受限的問題,設計了乒乓計算模式和大點數計算模式,既實現了小點數情況下計算的高效率,也兼顧和支持了大點數的計算。針對sinc插值算法對除法的高運算要求和RASP內部除法器性能嬴弱的矛盾,本文設計了通分的計算方式,利用可重構SoC平臺內充足的乘加單元來替代除法運算,實現了硬件實現的高性能和高并行度,同時也兼顧了處理器模塊的高精度和硬件的低復雜度。最后,基于最先進的UVM驗證方法學和FPGA原型驗證,本文完成了實際項目的驗證工作,并得到了正確的計算結果。并針對具體測試內容的覆蓋率測試報告和精度測試報告,進行了相應的分析。綜合結果和測試結果顯示,sinc插值處理器在40nm CMOS工藝下DC綜合后的面積為392820μm2,工作頻率為1 GHz,256階sinc插值的計算時間為0.622ms,結果的平均誤差為2*10-6,滿足了信號處理的設計要求,達到了相應的技術指標。
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【學位授予單位】：南京大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TN47

【參考文獻】

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本文編號：1656972