可重構計算是介于通用處理器和專用集成電路之間的新興計算實現(xiàn)方式。在典型的基于FPGA的可重構系統(tǒng)中,決定FPGA功能的硬件配置信息可以如軟件程序一般被動態(tài)調用或修改,這樣便既保留了硬件計算速度快、效率高的優(yōu)點,又兼具了軟件的靈活性、開發(fā)周期短和易維護的特性,使其成為計算系統(tǒng)領域的研究熱點。 由于可重構計算的研究仍處于發(fā)展階段,還面臨很多問題需要解決。其中的一個關鍵問題就是缺乏實用化的、支持面向可重構操作系統(tǒng)的硬件平臺,使得對可重構操作系統(tǒng)的研究尚停留在概念化的階段。脫離操作系統(tǒng)的可重構計算系統(tǒng)無法有效的對可重構資源進行抽象和管理,失去了任務潛在的并行性,對其性能有較大的影響。 本文針對上述問題,設計并實現(xiàn)了一款基于單片Xilinx Virtex-4 FPGA的可重構計算硬件平臺,作為研究面向可重構系統(tǒng)的操作系統(tǒng)和其他應用的硬件基礎。本文完成的主要工作如下: 首先,介紹可重構計算及其相關技術,重點講述了可重構器件、可重構系統(tǒng)的分類和設計流程。 其次,分析了可重構計算平臺的發(fā)展和幾個典型平臺的實現(xiàn),在此基礎上結合科研需求提出了一種可重構系統(tǒng)硬件平臺的設計方案,并簡述基于該硬件平臺的系統(tǒng)級設...

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 引言
    1.1 研究背景
    1.2 可重構系統(tǒng)研究中存在的若干問題
    1.3 本文的主要工作及文章結構
第2章 可重構計算及其相關技術
    2.1 可重構計算的概念
    2.2 可重構計算系統(tǒng)的分類
        2.2.1 系統(tǒng)耦合度
        2.2.2 重構單元粒度
        2.2.3 系統(tǒng)重構方式
    2.3 可重構器件
        2.3.1 CPLD
        2.3.2 FPGA
    2.4 可重構系統(tǒng)設計流程和工具
        2.4.1 通用FPGA系統(tǒng)級設計
        2.4.2 基于FPGA的動態(tài)部分可重構系統(tǒng)設計
第3章 可重構計算硬件平臺的設計
    3.1 典型的可重構計算平臺
        3.1.1 SPLASH和SPLASH2
        3.1.2 GARP
        3.1.3 RAW
        3.1.4 PipeRench
        3.1.5 Erlangen Slot Machine
    3.2 可重構計算硬件平臺的設計
        3.2.1 設計目標及其意義
        3.2.2 設計要求
        3.2.3 設計方案
            3.2.3.1 硬件平臺功能結構
            3.2.3.2 硬件平臺配置方式
            3.2.3.3 硬件平臺體系結構
第4章 可重構計算硬件平臺的開發(fā)調試
    4.1 基于硬件平臺的系統(tǒng)級開發(fā)
    4.2 平臺規(guī)范文檔的編寫
        4.2.1 XBD文件
        4.2.2 UCF文件
        4.2.3 MHS文件
        4.2.4 BBD文件
    4.3 EDK下平臺的創(chuàng)建
    4.4 平臺IP參數(shù)配置
    4.5 平臺的調試手段
        4.5.1 硬件方法
        4.5.2 軟件方法
第5章 結論與展望
參考文獻
致謝



本文編號：3829590