本文關鍵詞：基于AMD APU的終端系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：信息技術的高速發(fā)展已經成為第三次科技革命的重要助力,在很大程度上改變了我們的生活。信息技術發(fā)展至今,正在向著高速化、微型化、人性化的方向前進,但也存在著諸如技術壟斷、價格門檻高、技術資源浪費等問題。山東大學信息科學與工程學院的WMCT在研究信息技術發(fā)展趨勢的基礎上,針對上述問題,提出了“中國虹計算機+寬帶網(wǎng)+云計算服務器”的新型信息化模式,并取得了階段性成果。WMCT團隊已經得到了兩個山東省自主創(chuàng)新成果轉化重大專項及多個橫向項目的支持,本文課題來源于與AMD公司合作的橫向項目“基于AMD CPU的嵌入式終端設計”。 現(xiàn)在作為信息系統(tǒng)客戶端的主要是基于傳統(tǒng)Wintel網(wǎng)絡架構的PC機。主流的PC機正面臨病毒攻擊、存儲和計算資源浪費、軟硬件技術被國外壟斷等問題。中國虹計算機的主要設計特點是低成本、低功耗、高可靠、高安全性、高資源利用率、終端易維護、系統(tǒng)易使用。根據(jù)這一目標,WMCT團隊已經設計出了ARM架構的運行LINUX和Android系統(tǒng)的兩代終端,這個項目的主要目的是設計一款新的基于AMD APU X86架構的嵌入式終端,作為中國虹計算機系列產品的高性能版本,同時引入Windows等桌面級操作系統(tǒng),研究基于X86的桌面級應用,提高中國虹計算機的應對不同需求和應用場景的可適用性。 本論文的主要研究內容如下： 1.研究Candence系列軟件的原理圖及PCB板設計方法,主要包括原理圖裁剪、原理圖的正確性驗證、PCB導入、封裝制作、PCB的基本布局布線、電磁干擾的考量、電源層的分割等一整套的高速電路板設計方法,設計基于AMD APU的嵌入式終端原理圖及PCB板。 2.研究AMD APU支持的異構計算技術,主要是OpenCL技術。研究基于OpenCL加速的矩陣乘法運算加速以及圖像修復應用加速。 3.研究基于X86架構的安卓操作系統(tǒng)的移植安裝。本文針對目前X86安卓系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀,研究了基于虛擬機和硬件安裝的兩種安卓系統(tǒng)運行方式。 本論文在“基于AMD CPU的嵌入式終端設計”的項目支持下,通過與AMD公司的密切合作,現(xiàn)已經完成初版PCB的設計工作并進行了貼片生產,并交于AMD公司測試,后續(xù)的軟件開發(fā)工作在同等性能的X86終端上同步進行中。
【關鍵詞】：嵌入式終端 高速PCB OpenCL算法加速 異構計算 X86安卓系統(tǒng)
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TP368.1
【目錄】：

• 中文摘要10-12
• ABSTRACT12-14
• 符號說明14-15
• 第一章 緒論15-18
• 1.1 研究背景15-16
• 1.2 終端設計概述16-17
• 1.2.1 終端硬件系統(tǒng)設計16
• 1.2.2 終端軟件系統(tǒng)設計16-17
• 1.3 論文的組織結構17-18
• 第二章 終端整體方案設計18-39
• 2.1 產品設計需求18-20
• 2.2 硬件設計方案20-32
• 2.2.1 原理圖設計20-24
• 2.2.1.1 元器件庫的添加及元器件繪制21-22
• 2.2.1.2 元器件的放置22-23
• 2.2.1.3 元器件的電氣連接23
• 2.2.1.4 原理圖繪制的其他操作23
• 2.2.1.5 原理圖檢查23-24
• 2.2.1.6 生成網(wǎng)表和元器件清單24
• 2.2.2 PCB設計24-30
• 2.2.2.1 Layout準備及封裝庫的制作25-26
• 2.2.2.2 PCB布局26-27
• 2.2.2.3 PCB布線及過孔的添加27-29
• 2.2.2.4 覆銅及電源分割29-30
• 2.2.2.5 其他30
• 2.2.3 設計驗證及生產30-32
• 2.3 軟件設計方案32-39
• 2.3.1 操作系統(tǒng)32-34
• 2.3.1.1 windows操作系統(tǒng)32-33
• 2.3.1.2 Ubuntu操作系統(tǒng)33
• 2.3.1.3 安卓操作系統(tǒng)33-34
• 2.3.2 特色應用的開OpenCL技術34-39
• 2.3.2.1 AMD APU架構34-35
• 2.3.2.2 OpenCL技術35-39
• 第三章 終端硬件系統(tǒng)設計—APU核心擴展模塊39-52
• 3.1 APU核心模塊39-41
• 3.1.1 APU核心模塊39-40
• 3.1.2 FCH擴展模塊40-41
• 3.2 HDMI高清顯示模塊41-44
• 3.2.1 模塊功能概述41-42
• 3.2.2 PCB設計42-44
• 3.3 電源模塊44-48
• 3.3.1 模塊功能概述44-45
• 3.3.2 電源完整性分析45-47
• 3.3.2.1 去偶電容的放置45-46
• 3.3.2.2 電源回路的設計46-47
• 3.3.3 PCB設計47-48
• 3.4 SATA模塊48-50
• 3.4.1 模塊功能概述48-49
• 3.4.2 PCB設計49-50
• 3.5 JTAG模塊50-52
• 3.5.1 模塊功能概述50-51
• 3.5.2 PCB設計51-52
• 第四章 終端軟件系統(tǒng)設計52-67
• 4.1 基于OpenCL的矩陣乘法加速52-62
• 4.1.1 串行程序分析52
• 4.1.2 優(yōu)化分析52-53
• 4.1.3 OpenCL異構實現(xiàn)53-59
• 4.1.3.1 關鍵內核函數(shù)53-54
• 4.1.3.2 查詢平臺,獲取設備信息54-56
• 4.1.3.3 創(chuàng)建上下文和命令隊列56
• 4.1.3.4 分配內存空間56-57
• 4.1.3.5 kernel的編譯和執(zhí)行57-58
• 4.1.3.6 運行結果的拷貝58-59
• 4.1.4 深度優(yōu)化59-61
• 4.1.4.1 OpenCL的存儲結構59-60
• 4.1.4.2 OpenCL程序優(yōu)化思路60-61
• 4.1.5 程序運行結果61-62
• 4.2 基于OpenCL的圖像修復應用62-67
• 4.2.1 OpenCL異構加速62-63
• 4.2.2 MFC界面編程63-65
• 4.2.3 運行結果分析65-67
• 第五章 基于X86架構的安卓系統(tǒng)67-80
• 5.1 技術背景67-71
• 5.1.1 ARM架構和X86架構67-69
• 5.1.2 處理器指令集69-70
• 5.1.3 X86安卓系統(tǒng)的實現(xiàn)原理70
• 5.1.4 性能分析70-71
• 5.2 X86架構上的的安卓系統(tǒng)開發(fā)71-77
• 5.2.1 基于虛擬機的運行72-74
• 5.2.1.1 虛擬機軟件VirtualBox72
• 5.2.1.2 虛擬機設置72-74
• 5.2.2 基于硬件安裝的直接運行74-77
• 5.3 系統(tǒng)性能比較77-80
• 第六章 總結與展望80-82
• 參考文獻82-87
• 致謝87-88
• 碩士學位期間科研成果和參加的項目88-89
• 學位論文評閱及答辯情況表89

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 張海濤 ,楊培生;高速電路的板層設計[J];今日電子;2003年09期

2 閆靜純;李濤;蘇浩航;;高速高密度PCB電源完整性分析[J];電子器件;2012年03期

3 張海龍;去耦電容在高速PCB中的應用[J];電子質量;2004年09期

4 張小行;;去耦電容在PCB中的應用[J];山西電子技術;2007年02期

  本文關鍵詞：基于AMD APU的終端系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：378745