【摘要】：當(dāng)今片上系統(tǒng)(System On Chip,SoC)在芯片設(shè)計(jì)中的比例越來(lái)越大,SoC技術(shù)的研究對(duì)國(guó)家信息安全、智能硬件和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等新興領(lǐng)域的發(fā)展有著重大的意義,這些領(lǐng)域?qū)oC的性能要求也在不斷提高。目前提高SoC性能的方法主要有兩種,其中一種方法是采用先進(jìn)的制程工藝,另一種是改進(jìn)SoC的架構(gòu)。目前很多公司采用平臺(tái)化的SoC設(shè)計(jì)方法。該方法也是本文SoC采用的方法,它有效降低了SoC的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期和風(fēng)險(xiǎn)。本文主要對(duì)紅外圖像中低層處理單核和多核SoC的通用模塊分別進(jìn)行了研究。首先研究了單核SoC的外部存儲(chǔ)器控制器的設(shè)計(jì),外部存儲(chǔ)器是SoC的重要外設(shè)并且其對(duì)于SoC的性能尤為重要,本文針對(duì)Nor Flash和SDRAM兩種存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)了一個(gè)性能較高的外部存儲(chǔ)器控制器;然后針對(duì)該SoC的4種不同工作模式設(shè)計(jì)了啟動(dòng)引導(dǎo)程序。在單核SoC的基礎(chǔ)上本文提出并搭建了一種多層總線的多核SoC平臺(tái)架構(gòu),該SoC采用開(kāi)源處理器leon3和較高性能的系統(tǒng)片上總線AMBA 2.0。多層總線之間的通信通過(guò)橋接的方式來(lái)實(shí)現(xiàn),本文設(shè)計(jì)了一種主從結(jié)構(gòu)的AHB2AHB橋用于多層總線通信,另外設(shè)計(jì)了用于圖像處理IP核的AHB主設(shè)備接口和APB從設(shè)備接口,然后詳細(xì)介紹了單核SoC的系統(tǒng)級(jí)功能驗(yàn)證和多核SoC平臺(tái)的功能驗(yàn)證方法。本文最后對(duì)單核SoC芯片的圖像性能和多核SoC平臺(tái)中的處理器并行執(zhí)行能力分別做了性能分析。單核SoC的評(píng)估表明該SoC處理640*480圖像的速率高達(dá)90幀每秒,具有較高的實(shí)時(shí)性和較好的處理效果。多核處理器性能評(píng)估采用了最常用的CPU性能評(píng)估程序Dhrystone和Coremark,評(píng)估結(jié)果表明在搭建的SoC平臺(tái)中4核處理器leon3是單核處理器處理性能的大約2倍,具有較高的并行處理性能。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP391.41

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2567069