在目前的軟件無線電處理系統(tǒng)中,基于FPGA和DSP這類可編程器件的系統(tǒng)仍有一些無法避免的缺點,比如系統(tǒng)設計過分依賴于具體硬件,系統(tǒng)可擴展性和可移植性較差等,并且一般基于FPGA和DSP器件的可編程處理系統(tǒng),難以做到處理性能、系統(tǒng)功耗和設計靈活性的兼顧和平衡。針對這種情況,本文設計了一種基于ASIP的軟件無線電信號處理機(簡稱“處理機”)。處理機包括通用數字電路接口板(簡稱“接口板”)和專用指令集異構多核處理器(簡稱“處理器”)兩大部分內容。接口板為軟件無線電處理系統(tǒng)提供可擴展性和可移植性,其具備各種標準數字總線接口,易于與其他設備進行數據傳輸和通信,包括但不限于千兆以太網接口、HDMI多媒體接口、CAN總線接口、I2C接口、USB 2.0接口、SPI接口以及UART接口。處理器則為軟件無線電處理系統(tǒng)提供計算能力和設計靈活性,其借助Xilinx Zynq FPGA平臺,首先實現(xiàn)了基于ASIP的單個CPU的設計,并且由此組成CPU陣列,實現(xiàn)了一款通用嵌入式異構多核處理器的設計,在該異構處理器中,嵌入式ARM硬核提供基本的系統(tǒng)控制和人機交互,ASIP陣列則提供高速數字信號處理運算和數據處理運...

【文章頁數】：84 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號對照表
縮略語對照表
第一章 緒論
    1.1 研究背景
        1.1.1 軟件定義無線電
        1.1.2 異構多核及ASIP技術
        1.1.3 Xilinx Zynq平臺
    1.2 研究目標
    1.3 系統(tǒng)概覽
        1.3.1 工作內容
        1.3.2 系統(tǒng)框圖
第二章 通用數字電路接口板設計
    2.1 原理圖設計
        2.1.1 方案設計
        2.1.2 FPGA核心板
        2.1.3 底板設計
    2.2 印制電路板設計
        2.2.1 PCB外形及層疊結構
        2.2.2 PCB Layout
第三章 基于ASIP的RISC單核處理器設計
    3.1 指令集架構設計
        3.1.1 CISC與RISC
        3.1.2 指令集格式
        3.1.3 指令集設計
    3.2 處理器設計及實現(xiàn)
        3.2.1 FPGA邏輯設計規(guī)則
        3.2.2 處理器總覽及頂層介紹
        3.2.3 關鍵模塊電路設計
第四章 基于Zynq的異構多核處理器設計
    4.1 ASIP并行結構
        4.1.1 結構選擇及設計
        4.1.2 共享存儲器設計
    4.2 Zynq全可編程SoC
        4.2.1 Z-7015芯片概覽
        4.2.2 異構多核處理器設計
第五章 系統(tǒng)編程、測試及分析
    5.1 毫米波雷達系統(tǒng)
        5.1.1 調頻法測距原理
        5.1.2 雷達系統(tǒng)組成
    5.2 算法設計及處理器編程
        5.2.1 FIR濾波器設計及編程
        5.2.2 FFT設計及編程
        5.2.3 CFAR檢測及α-β濾波
    5.3 系統(tǒng)性能分析
        5.3.1 處理器性能分析
        5.3.2 雷達性能分析
    5.4 系統(tǒng)實物圖
第六章 總結與展望
    6.1 全文總結
    6.2 后續(xù)展望
參考文獻
致謝
作者簡介



本文編號：3919728