可重構(gòu)計(jì)算采用特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有通用處理器的靈活性和專用集成電路的高效性,常常被應(yīng)用于多媒體數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)變換處理、模式識(shí)別等高性能計(jì)算領(lǐng)域。隨著半導(dǎo)體制造工藝的不斷減小,電子器件的穩(wěn)定性大幅度下降。在航空航天領(lǐng)域各種高能粒子使電子器件容易發(fā)生單粒子翻轉(zhuǎn)(Single Event Upset,SEU)。在目前異構(gòu)多核計(jì)算系統(tǒng)中,可重構(gòu)計(jì)算單元作為系統(tǒng)中重要的運(yùn)算單元,沒有對(duì)SEU問題進(jìn)行合理的容錯(cuò)加固,其可靠性無法得到保障。針對(duì)這一問題,本文對(duì)系統(tǒng)中現(xiàn)有可重構(gòu)計(jì)算單元展開了可靠性研究,主要工作如下:首先,結(jié)合可重構(gòu)計(jì)算單元的結(jié)構(gòu)特征及功能作用,分別對(duì)不同模塊采用不同容錯(cuò)方案�？刂茖淤Y源消耗少、邏輯復(fù)雜采用三模冗余方案;運(yùn)算層存在運(yùn)算資源冗余采用雙模冗余方案;存儲(chǔ)層中存儲(chǔ)資源采用信息冗余,邏輯資源采用三模冗余方案。然后,對(duì)可重構(gòu)計(jì)算單元的容錯(cuò)方案進(jìn)行具體設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。對(duì)控制層采用三模表決設(shè)計(jì)并改動(dòng)多個(gè)控制模塊;對(duì)運(yùn)算層中的比較器進(jìn)行設(shè)計(jì)和對(duì)執(zhí)行部件內(nèi)部進(jìn)行改動(dòng)實(shí)現(xiàn)了相關(guān)性數(shù)據(jù)流運(yùn)算的優(yōu)化回卷;使用漢明碼對(duì)存儲(chǔ)器件進(jìn)行加固存儲(chǔ),對(duì)控制邏輯進(jìn)行了三模冗余加固設(shè)計(jì)。最后,按照可靠性設(shè)計(jì)原則完成可重...

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及研究意義
    1.2 可重構(gòu)計(jì)算的研究發(fā)展
    1.3 容錯(cuò)理論及研究現(xiàn)狀
    1.4 課題來源
    1.5 研究內(nèi)容和組織結(jié)構(gòu)
第二章 針對(duì)SEU故障的容錯(cuò)方法
    2.1 SEU介紹
    2.2 硬件冗余容錯(cuò)
        2.2.1 三模冗余技術(shù)
        2.2.2 雙模冗余技術(shù)
        2.2.3 多模冗余技術(shù)
    2.3 時(shí)間冗余技術(shù)
    2.4 信息冗余技術(shù)
        2.4.1 奇偶校驗(yàn)碼
        2.4.2 漢明碼糾錯(cuò)校驗(yàn)
        2.4.3 其他檢錯(cuò)糾錯(cuò)碼
    2.5 本章小結(jié)
第三章 可重構(gòu)計(jì)算單元的容錯(cuò)方案
    3.1 當(dāng)前系統(tǒng)介紹
        3.1.1 主控模塊
        3.1.2 通訊模塊
        3.1.3 存儲(chǔ)模塊
        3.1.4 計(jì)算模塊
        3.1.5 接口模塊
    3.2 可重構(gòu)計(jì)算單元介紹
        3.2.1 可重構(gòu)計(jì)算單元的結(jié)構(gòu)
        3.2.2 可重構(gòu)計(jì)算單元功能
        3.2.3 可重構(gòu)計(jì)算單元的運(yùn)算模式
    3.3 可重構(gòu)計(jì)算單元的容錯(cuò)難點(diǎn)
    3.4 可重構(gòu)計(jì)算單元的目標(biāo)容錯(cuò)
        3.4.1 控制層的目標(biāo)容錯(cuò)
        3.4.2 運(yùn)算層的目標(biāo)容錯(cuò)
        3.4.3 存儲(chǔ)層的目標(biāo)容錯(cuò)
    3.5 可重構(gòu)計(jì)算單元容錯(cuò)方案總結(jié)
    3.6 本章小結(jié)
第四章 可重構(gòu)計(jì)算單元容錯(cuò)方案的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)
    4.1 可重構(gòu)計(jì)算單元的整體容錯(cuò)系統(tǒng)
    4.2 可重構(gòu)計(jì)算單元的容錯(cuò)工作流程
    4.3 控制層的容錯(cuò)設(shè)計(jì)
        4.3.1 表決器設(shè)計(jì)
        4.3.2 運(yùn)算控制模塊改動(dòng)
        4.3.3 地址生成模塊改動(dòng)
        4.3.4 控制狀態(tài)機(jī)模塊改動(dòng)
    4.4 運(yùn)算層的容錯(cuò)設(shè)計(jì)
        4.4.1 比較器的設(shè)計(jì)
        4.4.2 特定運(yùn)算類型的優(yōu)化回卷
    4.5 存儲(chǔ)層的容錯(cuò)設(shè)計(jì)
        4.5.1 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊的容錯(cuò)設(shè)計(jì)
        4.5.2 交叉互聯(lián)的容錯(cuò)設(shè)計(jì)
    4.6 本章小結(jié)
第五章 測(cè)試實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析
    5.1 可重構(gòu)計(jì)算單元結(jié)構(gòu)測(cè)試
        5.1.1 控制層結(jié)構(gòu)測(cè)試
        5.1.2 運(yùn)算層結(jié)構(gòu)測(cè)試
        5.1.3 存儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)測(cè)試
    5.2 可重構(gòu)計(jì)算單元功能測(cè)試
    5.3 可重構(gòu)計(jì)算單元的可靠性測(cè)試
    5.4 可重構(gòu)計(jì)算單元的性能測(cè)試
        5.4.1 基本向量性能測(cè)試
        5.4.2 相關(guān)性向量運(yùn)算性能測(cè)試
        5.4.3 復(fù)雜算法運(yùn)算的性能測(cè)試
    5.5 面積和資源開銷測(cè)評(píng)
    5.6 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 主要工作總結(jié)
    6.2 后續(xù)研究展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動(dòng)及成果情況



本文編號(hào)：3828119