本文關鍵詞：可配置專用處理核主控制器設計及實現，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：可重構計算架構作為在通用處理器和ASIC之外的第三類研究方向,權衡了性能與通用性的需求并有望實現性能與通用性的全面超越,在數字信號處理領域成為了研究熱點。RASP核就是一款專用可重構處理器核。在調研了多種可重構處理器的基礎上,本文設計并實現了RASP主控制器,并對其進行了優(yōu)化,提升了性能。RASP核主控制器負責解析指令并對RASP核進行總體調度,完成運算任務,與外部DSP核交互信息主要通過寄存器組實現。寄存器組包括1個32bit的設備配置寄存器,4組448bit的運算配置寄存器,1個32bit的狀態(tài)寄存器,1組320bit的中斷異常寄存器,1個2bit的EJTAG握手寄存器,1個40bit的主模式起始地址寄存器。本文所設計的主控制器工作模式有正常工作模式和調試模式,正常工作模式包括主模式和從模式,主模式下RASP核主動從L3指令區(qū)讀取指令,從模式下是由DSP核直接將指令配置到RASP核。調試模式包括JTAG調試模式和DSP調試模式,JTAG調試模式下數據是通過EJTAG通道完成交互,DSP調試模式下數據是通過AXI通道完成交互。RASP核主控制器擁有多種工作模式,使用靈活。為了提高運算效率,RASP核可以實現乒乓操作。乒乓操作時,對存儲資源的分配至關重要。RASP核內部存儲包括32個bank的數據MEMORY和8個bank的系數MEMORY,乒乓操作時將數據MEMORY分為兩部分,一部分供DMA使用,另一部分供運算單元使用,通過一個3位信號mem_sel進行存儲選擇,實現乒乓功能。乒乓功能可大大提升運算效率,且當搬運時間與運算時間相當時,效率提升越顯著。以典型算法FFT為例,在所選取的5組測試樣本中,效率最大可提升28.4%。
【關鍵詞】：可重構計算 RASP 主控制器 乒乓功能
【學位授予單位】：南京大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TP332
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-13
• 第一章 緒論13-19
• 1.1 課題背景13-17
• 1.1.1 可重構計算基本概念13-14
• 1.1.2 可重構多核片上系統體系結構14-15
• 1.1.3 可重構處理器15-16
• 1.1.4 硬件加速基本概念16-17
• 1.2 課題來源17-18
• 1.3 論文研究內容和組織結構18-19
• 第二章 RASP核整體架構概述19-30
• 2.1 RASP核功能概述及系統架構19-21
• 2.2 RASP核調度管理方法21-27
• 2.2.1 RASP核工作方式21
• 2.2.2 DSP核對RASP核的配置及管理21-27
• 2.3 RASP核重構實現方法27-28
• 2.4 本章小結28-30
• 第三章 RASP核主控制器設計30-62
• 3.1 主控制器功能概述30
• 3.2 寄存器描述30-45
• 3.3 主控制器狀態(tài)機詳述45-48
• 3.4 RASP核工作方式及運行流程48-59
• 3.4.1 從模式48-50
• 3.4.2 主模式50-53
• 3.4.3 調試模式53-59
• 3.5 存儲分配59-60
• 3.6 本章小結60-62
• 第四章 基于驗證平臺的性能分析62-77
• 4.1 驗證平臺簡介62-66
• 4.1.1 RTL級驗證平臺62-63
• 4.1.2 FPGA平臺63-66
• 4.2 并行處理數據的測試及分析66-76
• 4.2.1 并行處理數據的必要性和實現方法66-67
• 4.2.2 并行化處理數據測試67-76
• 4.3 本章小結76-77
• 第五章 總結與展望77-79
• 5.1 全文總結77
• 5.2 工作展望77-79
• 參考文獻79-84
• 攻讀碩士學位期間的工作和成果84-85
• 致謝85-86

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