【摘要】：單處理器的嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足用戶的需求，多處理器系統(tǒng)已經(jīng)成為未來(lái)嵌入式系統(tǒng)的主要發(fā)展趨勢(shì)�，F(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列（FPGA）的出現(xiàn)給多處理器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)帶來(lái)了很多方便。相對(duì)于傳統(tǒng)的片上系統(tǒng)（SoC）技術(shù)，基于FPGA的片上可編程系統(tǒng)（SoPC）設(shè)計(jì)技術(shù)具有很多優(yōu)點(diǎn)，使得在FPGA上搭建多處理器系統(tǒng)更有優(yōu)勢(shì)。這種多處理器系統(tǒng)稱(chēng)之為片上可編程多處理器系統(tǒng)（MPSoPC）。但是傳統(tǒng)的基于總線結(jié)構(gòu)的MPSoPC系統(tǒng)具有很多缺點(diǎn)，制約了多處理器系統(tǒng)的性能。2001年W.J.Dally等研究人員將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的思想應(yīng)用到芯片上，提出了片上網(wǎng)絡(luò)（NoC）這種全新的片上互聯(lián)架構(gòu)，通過(guò)片上網(wǎng)絡(luò)中的路由器來(lái)連接芯片上的各個(gè)模塊。片上網(wǎng)絡(luò)思想的提出彌補(bǔ)了傳統(tǒng)總線通信結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)，滿足了片上多處理器中各處理模塊間的高帶寬以及低延時(shí)的通信需求。 本文針對(duì)片上網(wǎng)絡(luò)以及MPSoPC進(jìn)行了研究和設(shè)計(jì)，做了以下四方面的工作：（1）MPSoPC中片上網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)：本文提出了一種基于空分復(fù)用（SDM）的片上網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方法，主要包括路由器、網(wǎng)絡(luò)接口、控制單元以及片上網(wǎng)絡(luò)IP核設(shè)計(jì)。（2）片上網(wǎng)絡(luò)的仿真測(cè)試：本文對(duì)片上網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)模塊進(jìn)行仿真與綜合，測(cè)試片上網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)模塊，給出了各模塊的仿真波形與綜合后的RTL級(jí)電路圖。（3）基于片上網(wǎng)絡(luò)IP核的MPSoPC系統(tǒng)設(shè)計(jì)：本文設(shè)計(jì)了一款基于片上網(wǎng)絡(luò)通信架構(gòu)的多處理器系統(tǒng)，，該系統(tǒng)包括了四個(gè)MicroBlaze處理器軟核。通過(guò)對(duì)處理器以及片上網(wǎng)絡(luò)IP核進(jìn)行連接、配置、編程，最終形成了一個(gè)可測(cè)試的MPSoPC系統(tǒng)，并且在Xilinx的Virtex-5XC5VLX110T FPGA開(kāi)發(fā)板上得到了驗(yàn)證。（4）片上網(wǎng)絡(luò)的性能評(píng)估：本文從面積、功耗、資源利用情況、吞吐量以及系統(tǒng)延時(shí)等方面對(duì)設(shè)計(jì)的片上網(wǎng)絡(luò)的性能進(jìn)行了評(píng)估,性能評(píng)估是在基于FPGA的多處理器系統(tǒng)中而不是在仿真軟件中進(jìn)行的，結(jié)果更加準(zhǔn)確。 在對(duì)片上網(wǎng)絡(luò)以及MPSoPC進(jìn)行測(cè)試之后，測(cè)試結(jié)果證明本文設(shè)計(jì)的片上網(wǎng)絡(luò)的功能正確，而且MPSoPC在片上網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)下也能夠有效地工作。性能評(píng)估結(jié)果顯示本文設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)接口靈活性強(qiáng)，路由器設(shè)計(jì)復(fù)雜度低。相對(duì)于時(shí)分復(fù)用（TDM）片上網(wǎng)絡(luò)以及同類(lèi)空分復(fù)用片上網(wǎng)絡(luò)，本文的片上網(wǎng)絡(luò)的面積、功耗以及資源利用率都比較小，而且還能夠提供有保障的吞吐量。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類(lèi)號(hào)】：TP332

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 徐寧儀;冷祥綸;周祖成;;基于SystemC的支持異源通信實(shí)體的NoC仿真架構(gòu)[J];半導(dǎo)體技術(shù);2006年04期

2 周培園;施慧彬;;MPSoC上的NoC通信架構(gòu)的實(shí)現(xiàn)[J];電子產(chǎn)品世界;2012年05期

3 尹亞明;陳書(shū)明;孫書(shū)為;王耀華;;一種面向應(yīng)用的NOC緩沖區(qū)分配算法[J];國(guó)防科技大學(xué)學(xué)報(bào);2009年05期

4 何賓;王瑜;;基于Xilinx MicroBlaze多核嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J];電子設(shè)計(jì)工程;2011年13期

5 周文彪;張巖;毛志剛;;片上網(wǎng)絡(luò)的低功耗自適應(yīng)數(shù)據(jù)保護(hù)[J];計(jì)算機(jī)工程;2006年22期

6 歐陽(yáng)一鳴;董少周;梁華國(guó);;基于2D Mesh的NoC路由算法設(shè)計(jì)與仿真[J];計(jì)算機(jī)工程;2009年22期

7 林世俊;張凡;金德鵬;曾烈光;;分布式同步的GALS片上網(wǎng)絡(luò)及其接口設(shè)計(jì)[J];清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)網(wǎng)絡(luò).預(yù)覽;2008年01期

8 何震 ,馬秦生 ,張俊新;SoC體系結(jié)構(gòu)中AMBA總線的系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)[J];微型機(jī)與應(yīng)用;2003年10期

9 杜高明;高明倫;尹勇生;胡永華;周干民;;基于通訊的NoC設(shè)計(jì)[J];微電子學(xué)與計(jì)算機(jī);2006年04期

10 方幸福;梁利平;;一種適用于多核DSP片外擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)接口的設(shè)計(jì)[J];微電子學(xué)與計(jì)算機(jī);2010年05期

本文編號(hào)：2452491