【摘要】： 隨著嵌入式技術(shù)的發(fā)展,一種新的嵌入式系統(tǒng)——片上可編程系統(tǒng)SOPC(System OnProgrammable Chip),以其靈活的設(shè)計方式,可編程、可裁減,可擴充的技術(shù)優(yōu)勢,逐漸成為嵌入式系統(tǒng)技術(shù)研究的熱點。 本課題來源于國家“十五”863計劃重大專項課題“大規(guī)模接入?yún)R聚路由器(ACR)系統(tǒng)性能和關(guān)鍵技術(shù)研究(Large-scale Access Convergence Router,ACR)”,ACR中的線卡以及交換板需要一個可完成與主控通信,并能對單板進行配置和控制等工作的嵌入式系統(tǒng)。在對SOPC系統(tǒng)設(shè)計進行了深入研究以后,本文以內(nèi)嵌于Xilinx平臺FPGA Virtex4-FX60的嵌入式處理器PowerPC405為核心,為ACR設(shè)計并實現(xiàn)了一個完全滿足上述要求的SOPC系統(tǒng)。 本文主要工作如下; 1)分析了現(xiàn)有的嵌入式系統(tǒng)在ACR中應(yīng)用的不足。在對SOPC系統(tǒng)的設(shè)計難點以及關(guān)鍵技術(shù)進行了詳細分析以后,提出了為ACR構(gòu)建一個基于平臺FPGAVirtex4-FX60的SOPC系統(tǒng)的設(shè)計方案。 2)從SOPC系統(tǒng)需求出發(fā),基于IP復(fù)用(Intelligence Property Reuse)理念,采用軟硬件協(xié)同設(shè)計的方法,利用FPGA的可編程邏輯資源以及軟硬IP核,為嵌入式處理器PowerPC405設(shè)計了各個接口模塊以及控制模塊,從而完成了SOPC系統(tǒng)的FPGA硬件設(shè)計。 3)針對三態(tài)以太網(wǎng)接口模塊在沒有操作系統(tǒng)的情況下難以測試其性能的情況,從TEMAC(Tri-Mode Ethernet MAC)的結(jié)構(gòu)特點出發(fā)設(shè)計了一套測試程序,并在實際測試中得以驗證。 4)軟件設(shè)計方面,在對嵌入式實時操作系統(tǒng)VxWorks進行了深入分析與研究之后,結(jié)合硬件系統(tǒng),完成了VxWorks的BSP的設(shè)計。其中,針對在不同的使用環(huán)境下,SOPC系統(tǒng)對以太網(wǎng)的通訊速率有不同要求的情況,為三態(tài)以太網(wǎng)接口設(shè)計了一個能夠根據(jù)外部環(huán)境,進行10/100/1000M自切換的程序,滿足了ACR對SOPC的通用性要求。 5)從軟硬件方面完成了本SOPC系統(tǒng)的設(shè)計,并在ACR中得以實現(xiàn)。
【學(xué)位授予單位】：解放軍信息工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號】：TP368.12
【圖文】：

二章面向ACR的SOPC系統(tǒng)及總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計方案中，需要一個基于嵌入式處理器的嵌入式系統(tǒng)，單板進行配置、控制的工作。本章將從ACR對該系統(tǒng)的性FPGA完成一種新的嵌入式系統(tǒng)—SOPC系統(tǒng)設(shè)計的可OPC系統(tǒng)的設(shè)計方案。嵌入式系統(tǒng)的需求分析入?yún)R聚路由器AcR(AccessconvergingRouter)的兩大基本和提供大規(guī)模匯聚接入。在物理實現(xiàn)上，ACR寬帶骨主機提供的常規(guī)外部路由線路接口實現(xiàn)，ACR大規(guī)模匯聚線路接口實現(xiàn)。ACR通過遠端用戶接口單元(RIU)以及基MD)組成的樹形分叉地域分布式系統(tǒng)構(gòu)架，保證了大規(guī)模絡(luò)l8]。ACR總體結(jié)構(gòu)如下圖:

圖3系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖內(nèi)嵌于Virtex4一FX6O的PowerPC405處于本系統(tǒng)的核心地位，其它元器它的工作來完成整個模塊的功能。8201是以太網(wǎng)的物理層芯片，VSC82OI、PowerPC4OS、以及FX60內(nèi)再加上軟件共同完成了對三態(tài)以太網(wǎng)的處理。在本系統(tǒng)中的功能是完成S1O838CUCBZ是SAMSUNG公司生產(chǎn)的ooRSDRAM內(nèi)存芯片，在本為操作系統(tǒng)提供256MB的程序運行空間。28J3A150是創(chuàng)TEL公司生產(chǎn)的FLASH，在本系統(tǒng)中的主要作用是為操和單板FPGA配置提供犯MB的存儲空間。F0405是SST公司生產(chǎn)的slZKBFLASH，在本系統(tǒng)中的作用是為BootR。27OT144C4N是ALTERA公司出產(chǎn)的的一種CPLD芯片，在本模塊中

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本文編號：2731565