經(jīng)過約30年的發(fā)展，現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）已經(jīng)成為了一個成熟而強(qiáng)大的器件，以不同的角色承擔(dān)著越來越多的任務(wù)。從開始純粹的可編程邏輯器件，到各種端口的擴(kuò)展和芯片驗證。今天，F(xiàn)PGA又被用來實現(xiàn)加速部件或協(xié)處理器來增強(qiáng)通用處理器（CPU）在執(zhí)行特定任務(wù)上的效能。以加速部件配合CPU執(zhí)行任務(wù)的計算系統(tǒng)，通常稱之為“異構(gòu)計算系統(tǒng)”，一個異構(gòu)計算系統(tǒng)中可能會存在多個服務(wù)于不同任務(wù)方向的加速部件。新世紀(jì)以來，以FPGA實現(xiàn)加速部件逐漸成為了一個人們感興趣的研究方向。而從總線接入的FPGA加速部件在引腳分配上相對固定，非常有利于對其進(jìn)行復(fù)用。以復(fù)用部署取代同時部署多個不同的加速部件來實現(xiàn)對不同任務(wù)的加速，能在成本、功耗、體積以及散熱上得到優(yōu)化。傳統(tǒng)的跳線、撥碼開關(guān)方式對FPGA進(jìn)行重構(gòu)，不僅可選擇的數(shù)量有限，而且不符合圖形化操作的發(fā)展潮流。而由軟件程序控制的重構(gòu)，則需要根據(jù)所處的軟硬件環(huán)境不斷維護(hù)、更新。因此，本文實現(xiàn)了一個基于硬件邏輯的圖形界面以取代跳線、開關(guān)方式對FPGA進(jìn)行重構(gòu)。采用這種方式，可以直接適用于各種不同的系統(tǒng)環(huán)境。特別適合在各種計算系統(tǒng)內(nèi)，被用來對系統(tǒng)中的FPGA資源進(jìn)行復(fù)用... 

【文章來源】：上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：52 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

FPGA與ASIC用量對比

圖 2 最 簡 FP G A 加 速板 卡Fi g . 2 Th e mo s t s im p le FP G A a c c e le ra to r c a rd 證 方案 的 確 定 于一 個 驗證 方 案 ，最 重 要 的是 兩 點 ：驗 證 技 術(shù) 、方 便 展 示。 從 驗 證說 ，所 有 的 關(guān) 鍵技 術(shù) 和 重要 部 件 都應(yīng) 該 實 現(xiàn) 與設(shè) 計 相 對應(yīng) 的 角 色 ；角 度來 說 ， 希 望所 有 的 相關(guān) 技 術(shù) 都能 在 自 身 系統(tǒng) 中 體 現(xiàn)出 來 。 以 體邏 輯與 圖 形 界 面的 重 構(gòu) 方式 ” 而 言， 驗 證 方 案就 是 要 實現(xiàn) 一 個 微 重備 內(nèi)的 不 同 數(shù) 據(jù)， 對 加 速部 件 進(jìn) 行各 種 的 重 構(gòu)。 而 加 速部 件 ， 也 應(yīng)對 于 C P U， 能 在 一 些 時 候獨 立 地 執(zhí)行 任 務(wù) ， 并能 通 過 輸入 輸 出 設(shè) 的 加速 部 件 。 因此 ， 整 個驗 證 方 案除 了 演 示 前文 所 論 述微 重 構(gòu) 器 之以 加速 部 件 獨 立執(zhí) 行 看 圖、 畫 圖 任務(wù) ， 借 助 重構(gòu) 器 上 的輸 入 輸 出 設(shè)加 速部 件 的實 際 運 行狀 況 。 整個 驗 證 平臺 ， 如 “圖 3” 所示 。 它應(yīng) 用 前 景

上海 交 通大 學(xué) 碩士 學(xué) 位論 文 速 部件 實 現(xiàn) 效 能提 升 的 主流 超 級 計算 系 統(tǒng) 而 言， 如 果 希望 滿 足 如 此那 么以 復(fù) 用 形 式部 署 加 速部 件 是 一個 唯 一 的 選擇 。 而 以微 重 構(gòu) 器 實重 構(gòu)， 因 其 獨 立性 強(qiáng) 、 通用 性 強(qiáng) 、可 集 成 性 強(qiáng)、 選 擇 多樣 、 界 面 友 為合 適 的選 擇 方案 。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]還處在明天的異構(gòu)計算[J]. Air Force.  電腦愛好者. 2011(19)
[2]遺傳算法的FPGA硬件實現(xiàn)[J]. 周艷聰,顧軍華,董永峰,劉恩海.  計算機(jī)工程與應(yīng)用. 2011(20)
[3]基于System ACE的FPGA全局動態(tài)可重配置的研究[J]. 趙佳,黃新棟,張涌.  電子設(shè)計工程. 2010(03)
[4]嵌入式CPU軟核綜述[J]. 孫愷,王田苗,魏洪興,陳友東.  計算機(jī)工程. 2006(07)



本文編號：3363915