發(fā)布時(shí)間：2020-03-21 11:43

【摘要】：基于PCI總線的FPGA硬件資源虛擬化,是指利用PCI總線對FPGA進(jìn)行程序配置,把一個(gè)FPGA芯片,按硬件資源面積,虛擬成多個(gè)可進(jìn)行獨(dú)立功能重構(gòu)的小FPGA,以靈活實(shí)現(xiàn)設(shè)備的功能重組。這項(xiàng)研究包含兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù),即基于PCI總線的FPGA多波形配置技術(shù)和FPGA動態(tài)重構(gòu)技術(shù)�；赑CI總線的FPGA多波形配置技術(shù),是利用PCI總線模擬FPGA的SELECTMAP配置的信號時(shí)序關(guān)系,對FPGA進(jìn)行多版本配置。配置文件以.bin的方式,存在上位機(jī)的硬盤上。根據(jù)上位機(jī)監(jiān)控軟件的設(shè)置,選擇適合的程序文件。FPGA的局部動態(tài)可重構(gòu)是指在系統(tǒng)運(yùn)行中對FPGA的部分邏輯資源實(shí)現(xiàn)動態(tài)的功能變換,從而提高數(shù)字系統(tǒng)集成度、增強(qiáng)靈活性、提升容錯能力,將功耗和成本控制在一個(gè)較低水平。如今FPGA局部動態(tài)可重構(gòu)技術(shù)的突出優(yōu)勢令其在多功能儀器、航空航天、硬件的進(jìn)化、系統(tǒng)容錯等各行各業(yè)有著不可估量的應(yīng)用前景。所以,FPGA的局部動態(tài)可重構(gòu)技術(shù)的研究具有深遠(yuǎn)影響和重要的實(shí)際意義。首先本文對FPGA局部動態(tài)可重構(gòu)技術(shù)的研究現(xiàn)狀及前景進(jìn)行了分析,并對FPGA的局部動態(tài)可重構(gòu)的原理和設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)流程進(jìn)行了解讀。然后在現(xiàn)階段FPGA局部動態(tài)重構(gòu)技術(shù)的基礎(chǔ)上經(jīng)過設(shè)計(jì)分析,提出了一種基于PCI總線的FPGA局部動態(tài)可重構(gòu)的載板設(shè)計(jì)方案。本設(shè)計(jì)通過上位機(jī)、PCI總線接口、邏輯控制器,來實(shí)現(xiàn)FPGA的局部動態(tài)可重構(gòu)。該設(shè)計(jì)通過上位機(jī)對FPGA進(jìn)行軟件化操作來實(shí)現(xiàn)FPGA的局部動態(tài)可重構(gòu)。然后依據(jù)設(shè)計(jì)的要求進(jìn)行了硬件資源選擇,經(jīng)過對程序配置流程的分析,制定了最合適的工作模式并搭建了系統(tǒng)的硬件電路。鑒于本文使用的是Xilinx的芯片,所以利用ISE集成開發(fā)環(huán)境,使用VHDL語言,先后對FPGA400和目標(biāo)FPGA的邏輯功能進(jìn)行描述,然后對目標(biāo)FPGA各個(gè)功能模塊進(jìn)行綜合生成網(wǎng)表文件,使用PlanAhead布局布線生成比特流文件,最后通過上位機(jī)軟件操作,將比特流文件加載到目標(biāo)FPGA上實(shí)現(xiàn)了所設(shè)計(jì)的邏輯功能,對結(jié)果進(jìn)行分析。
【圖文】：

FPGA400的RTL圖

圖 4-3 FPGARTL局部放大圖.1.2 FPGA400 的功能仿真FPGA400 的邏輯電路描述完畢之后，本文繼續(xù)編寫了 FPGA400 的測試程序，如-4 所示。
【學(xué)位授予單位】：河北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN791

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2593279