隨著基于可重構計算技術的FPGA器件等的快速發(fā)展和應用,可重構計算系統(tǒng)已成為研究領域和工業(yè)界關注的熱點。在計算密集型的高性能計算應用領域,業(yè)界已經(jīng)充分認識到可重構計算的具有巨大潛力�？芍貥嬈骷咝У挠嬎阈阅�,易于修改和可以反復使用等優(yōu)良的特性于一身,不僅對當前的高性能計算領域有重大的影響,也迫切需要操作系統(tǒng)能夠支持動態(tài)可重構資源的實時混合調(diào)度,以更好地發(fā)揮其優(yōu)勢。然而,在動態(tài)可重構系統(tǒng)中,運行在嵌入式處理器上的軟件任務和運行在FPGA上的硬件任務作為兩個獨立的部分,缺乏統(tǒng)一的管理機制,此外,傳統(tǒng)的軟硬件對其支持的局限性也極大地限制了這種技術的普及應用。因此能夠?qū)ι蠈佑脩籼峁┙y(tǒng)一的軟硬件編程接口就成為了迫切需要解決的問題。針對這個問題,本論文設計了一個硬件任務的通用模型,該模型對上層軟件提供統(tǒng)一的接口,便于上層軟件對其進行進一步封裝,從而給上層的用戶在系統(tǒng)開發(fā)時提供了極大的便利。負責重配置硬件任務比特流的下載器是支持可重構計算的混合系統(tǒng)中的另一個重要的組成部分。傳統(tǒng)下載器使用軟件控制整個下載過程,并且CPU必須全程參與數(shù)據(jù)的搬運過程,效率非常低下,從而影響了整個系統(tǒng)的效率。本系統(tǒng)針對傳... 

【文章來源】：東北大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 可重構系統(tǒng)的介紹與描述
    1.2 可重構系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀
    1.3 問題提出
    1.4 論文的組織結(jié)構
第2章 開發(fā)平臺與相關技術
    2.1 FPGA的技術簡介
    2.2 Xilinx Virtex-Ⅱ Pro系列開發(fā)平臺簡介
        2.2.1 PowerPC處理器
        2.2.2 BRAM本地存儲器
        2.2.3 高速串行I/O
    2.3 Xilinx公司FPGA及其開發(fā)工具
        2.3.1 Xilinx ISE開發(fā)工具簡介
        2.3.2 EDK開發(fā)工具簡介
    2.4 動態(tài)局部重構技術相關概念
        2.4.1 基于模塊的局部重構
        2.4.2 總線宏
        2.4.3 傳統(tǒng)OPB-HWICAP下載器
    2.5 本章小結(jié)
第3章 混合系統(tǒng)中硬件部分的設計
    3.1 基于PowerPC405的可重構計算系統(tǒng)結(jié)構
    3.2 硬件任務模型
        3.2.1 硬件任務實體的模型結(jié)構
        3.2.2 硬件任務實體內(nèi)部的模塊組成
    3.3 硬件下載器
        3.3.1 硬件下載器的設計
        3.3.2 硬件下載器的總體工作流程
    3.4 本章小結(jié)
第4章 混合系統(tǒng)中硬件部分的實現(xiàn)
    4.1 硬件任務模型的實現(xiàn)
        4.1.1 硬件任務實體的結(jié)構
        4.1.2 硬件任務實體的接口設計
        4.1.3 硬件任務在系統(tǒng)中的工作過程
        4.1.4 硬件任務的狀態(tài)機模型
    4.2 硬件下載器的實現(xiàn)
        4.2.1 硬件下載器的結(jié)構
        4.2.2 硬件下載器的接口設計
        4.2.3 硬件下載器在系統(tǒng)中的工作過程
        4.2.4 硬件下載器下載過程的狀態(tài)機模型
    4.3 本章小結(jié)
第5章 實驗與結(jié)果分析
    5.1 AES加密算法硬件任務實現(xiàn)與軟件任務實現(xiàn)的效率比較
        5.1.1 AES算法簡介
        5.1.2 AES算法實現(xiàn)
        5.1.3 硬件實現(xiàn)的AES與軟件實現(xiàn)的AES的效率比較
    5.2 硬件下載器的效率驗證
        5.2.1 硬件下載器與傳統(tǒng)下載器的效率比較
        5.2.2 硬件下載器與傳統(tǒng)下載器占用CPU的比較
    5.3 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 未來工作
參考文獻
致謝
科研項目和論文發(fā)表情況


【參考文獻】：
期刊論文
[1]SHUM-UCOS:基于統(tǒng)一多任務模型可重構系統(tǒng)的實時操作系統(tǒng)[J]. 周博,王石記,邱衛(wèi)東,彭澄廉.  計算機學報. 2006(02)
[2]可重構計算技術及其發(fā)展趨勢[J]. 段然,樊曉椏,高德遠,沈戈.  計算機應用研究. 2004(08)
[3]可重構計算機[J]. 黃海鷹,黃華.  微處理機. 1999(02)
[4]可重構計算技術[J]. 黃海鷹,常青,盧煥章.  電子技術應用. 1998(05)



本文編號：3515812