本文關(guān)鍵詞：基于OpenRISC 1200的SoC系統(tǒng)搭建及LDPC整合驗證

  更多相關(guān)文章： SoC OpenRISC1200處理器 LDPC譯碼器 FPGA

【摘要】：隨著4G通訊的普及,以及5G高速率大容量信息的交互時代的到來,對移動通信設(shè)備,如智能手機、平板電腦、可穿戴設(shè)備的信息傳輸準確性與可靠性提出了更高的要求。信道糾錯碼作為現(xiàn)代數(shù)字通信技術(shù)的核心,最大限度的保證了信息傳輸?shù)目煽啃�。低密度校�?LDPC)碼作為一種優(yōu)秀的信道編碼可以滿足低誤碼率的需求。作為移動設(shè)備的最大優(yōu)勢就是其便攜性,這就要求設(shè)備不僅具有較快的計算速度同時還要有較小的體積。SoC技術(shù)可以有效的縮小傳統(tǒng)ASIC電路的體積。隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展以及SoC技術(shù)的完善,以前需要多個芯片來實現(xiàn)的功能現(xiàn)在可以由一個SoC系統(tǒng)實現(xiàn)。SoC是以嵌入式操作系統(tǒng)為軟件核心,以IP核復用技術(shù)為硬件核心,將整個系統(tǒng)集成在一塊芯片上,實現(xiàn)一個完整的電路。本文提出了一個SoC系統(tǒng)的構(gòu)架和實現(xiàn)方案,選取免費的開源處理器OpenRISC 1200處理器作為核心,總線標準采取Wishbone總線結(jié)構(gòu),其他組成部件包括定時器、存儲器RAM、指令和數(shù)據(jù)緩存以及仲裁器等,并且對設(shè)計的SoC進行了實現(xiàn)以及功能的驗證。其次,用SystemVerilog搭建了層次化的驗證平臺,同時在驗證平臺當中增加了由MATLAB編寫的LDPC譯碼器黃金參考模型,采取了隨機測試與定向測試相結(jié)合的方案,測試了480個測試用例使定義的功能覆蓋率達到了100%,從而驗證了設(shè)計團隊設(shè)計的LDPC譯碼器IP核。為LDPC譯碼器IP核設(shè)計了符合Wishbone總線規(guī)范的接口,并將其作為獨立IP核添加到SoC系統(tǒng)中。然后,對添加了LDPC譯碼器IP核的SoC系統(tǒng)進行了驗證。為了方便后續(xù)FPGA下載測試,驗證過程中添加了波特率為9600的UART串口IP單元,通過串口讀出LDPC譯碼結(jié)果。編寫Perl腳本,對比讀出結(jié)果與預期結(jié)果,結(jié)果顯示每次讀出的4608個LDPC譯碼數(shù)據(jù)與預期值完全相同。最后提出了FPGA快速驗證流程,并且成功將整個SoC系統(tǒng)在型號為Altera Stratix II EP2S60F1020C3的FPGA上進行了移植。實際綜合頻率達到115MHZ,使用Combinational ALUTs為7594,Logic registers為3951,占用Block memory393/424(92.7%)。存儲器占用達到92.7%是因為LDPC譯碼器需要大量的存儲單元進行迭代計算。通過軟件和硬件的驗證,表明了將LDPC譯碼器作為獨立IP應用到SoC系統(tǒng)中的方案切實可行有效。本論文主要貢獻是提出了一個將信道編解碼模塊LDPC譯碼器作為獨立IP應用到一個完整的SoC系統(tǒng)當中的方案,并且通過軟硬件協(xié)同驗證表明了方案是可行的。作者較好的解決了設(shè)計和硬件驗證過程中出現(xiàn)的諸多技術(shù)難點,如Wishbone總線共享方式中各IP的協(xié)調(diào)性與優(yōu)先級,SoC系統(tǒng)的FPGA移植驗證,大量代碼和模塊的調(diào)試等。
【關(guān)鍵詞】：SoC OpenRISC1200處理器 LDPC譯碼器 FPGA
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN911.22;TN47
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-14
• 第一章 緒論14-20
• 1.1 研究背景14-15
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-17
• 1.3 研究內(nèi)容17-18
• 1.4 論文結(jié)構(gòu)18-20
• 第二章 基于OPENRISC 1200處理器的SoC系統(tǒng)搭建20-35
• 2.1 SoC平臺簡介20-23
• 2.1.1 SoC平臺構(gòu)成20-21
• 2.1.2 SoC設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)21-22
• 2.1.3 SoC平臺設(shè)計流程22-23
• 2.2 OpenRISC 1200處理器23-25
• 2.2.1 OpenRISC 1200背景介紹23
• 2.2.2 OpenRISC 1200的主要特點23-24
• 2.2.3 OpenRISC 1200基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)24-25
• 2.3 WISHBONE總線25-30
• 2.3.1 WISHBONE支持互聯(lián)類型25-27
• 2.3.2 WISHBONE總線周期與接.時序27-30
• 2.4 SoC系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)30-34
• 2.4.1 SoC整體框架30-32
• 2.4.2 SoC最小系統(tǒng)簡單仿真驗證32-34
• 2.5 本章小結(jié)34-35
• 第三章 LDPC譯碼器IP核的驗證35-50
• 3.1 LDPC譯碼器IP核結(jié)構(gòu)及端35-38
• 3.1.1 LDPC譯碼器IP核譯碼流程及框架35-37
• 3.1.2 LDPC譯碼器IP核端.說明37-38
• 3.2 基于SystemVerilog的驗證平臺架構(gòu)38-40
• 3.2.1 SystemVerilog驗證特性38
• 3.2.2 驗證框架及其組件38-40
• 3.3 LDPC譯碼器IP驗證平臺的搭建40-44
• 3.3.1 驗證工具介紹40
• 3.3.2 驗證環(huán)境結(jié)構(gòu)40-41
• 3.3.3 驗證流程41-42
• 3.3.4 驗證平臺框架42-44
• 3.4 功能覆蓋率收集44-47
• 3.4.1 功能覆蓋率的概念44
• 3.4.2 功能覆蓋率的收集44-46
• 3.4.3 功能覆蓋率與隨機驗證的結(jié)合46-47
• 3.5 驗證結(jié)果47-49
• 3.6 本章小結(jié)49-50
• 第四章 SoC系統(tǒng)整合驗證50-63
• 4.1 完整SoC系統(tǒng)架構(gòu)50-51
• 4.2 UART模塊51-53
• 4.2.1 UART IP模塊框架51-52
• 4.2.2 UART工作模式52-53
• 4.2.3 UART IP核接53
• 4.3 LDPC IP核wishbone接53-54
• 4.4 軟件測試平臺54-56
• 4.4.1 軟件環(huán)境及開發(fā)工具54-55
• 4.4.2 SoC仿真流程55-56
• 4.5 仿真文件56-59
• 4.5.1 設(shè)備地址及參數(shù)配置文件56-57
• 4.5.2 編寫Makefile文件57-58
• 4.5.3 鏈接腳本文件58
• 4.5.4 生成二進制可執(zhí)行bin文件58-59
• 4.6 仿真結(jié)果59-62
• 4.7 本章小結(jié)62-63
• 第五章 SoC系統(tǒng)的FPGA下載原型驗證63-78
• 5.1 SoC硬件驗證系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)63-65
• 5.2 JTAG調(diào)試模塊65-68
• 5.2.1 JTAG測試接.原理65-66
• 5.2.2 JTAG調(diào)試系統(tǒng)構(gòu)架66-67
• 5.2.3 調(diào)試方法67-68
• 5.3 FPGA移植的SoC文件配置68-71
• 5.3.1 OpenRISC1200處理器文件的配置68-69
• 5.3.2 修改時鐘產(chǎn)生模式69-70
• 5.3.3 修改存儲模式70-71
• 5.4 SoC下載流程71-72
• 5.5 測試流程及結(jié)果72-76
• 5.6 本章小結(jié)76-78
• 第六章 總結(jié)與展望78-80
• 致謝80-81
• 參考文獻81-84
• 攻碩期間取得的研究成果84-85

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 BRIAN DIPERT;;清除不合格的存儲器[J];電子設(shè)計技術(shù);2002年03期

2 ;存儲器市場發(fā)展趨勢[J];世界電子元器件;2003年11期

3 張健;CellularRAM存儲器:2.5G/3G終端的理想方案[J];電子設(shè)計應用;2003年10期

4 ;韓國開發(fā)出新一代超高速存儲器芯片[J];世界科技研究與發(fā)展;2004年02期

5 ;韓國開發(fā)出新一代超高速存儲器芯片[J];稀有金屬;2004年03期

6 ;我國首款自主知識產(chǎn)權(quán)相變存儲器芯片研制成功[J];發(fā)明與創(chuàng)新(綜合科技);2011年06期

7 竇振中;未來存儲器技術(shù)[J];電子產(chǎn)品世界;2000年02期

8 鄒益民;存儲器的兼容性設(shè)計[J];電子工藝技術(shù);2001年03期

9 鄒益民;存儲器的兼容性設(shè)計[J];國外電子元器件;2001年04期

10 潘立陽;朱鈞;段志剛;伍冬;;快閃存儲器技術(shù)研究與進展[J];中國集成電路;2002年11期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 衛(wèi)寧;王劍峰;杜婕;周聰莉;郭旗;文林;;抗輻射加固封裝國產(chǎn)存儲器電子輻照試驗研究[A];第十屆全國抗輻射電子學與電磁脈沖學術(shù)年會論文集[C];2009年

2 胡勇;吳丹;沈森祖;石堅;;基于V93000測試系統(tǒng)的存儲器測試方法研究和實現(xiàn)[A];第五屆中國測試學術(shù)會議論文集[C];2008年

3 陳飛;羅運虎;周勇軍;李金猛;周濤;闞艷;;應用于飛機電路板修理的專用存儲器讀寫裝置的研制[A];面向航空試驗測試技術(shù)——2013年航空試驗測試技術(shù)峰會暨學術(shù)交流會論文集[C];2013年

4 吾勤之;許導進;王晨;劉剛;蔡小五;韓鄭生;;SRAM存儲器單粒子效應試驗研究[A];第十屆全國抗輻射電子學與電磁脈沖學術(shù)年會論文集[C];2009年

5 唐民;;超深亞微米SRAM和Flash存儲器的輻射效應[A];第十屆全國抗輻射電子學與電磁脈沖學術(shù)年會論文集[C];2009年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 周東;朱一明：我拿輟學賭明天[N];中國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)導報;2006年

2 姜洋;恒憶進軍存儲器市場[N];中國計算機報;2008年

3 本報記者 郭濤;閃存之后,相變存儲器再受關(guān)注[N];中國計算機報;2011年

4 南京 沈永明;彩電存儲器讀寫器的制作和使用[N];電子報;2005年

5 莫大康;應用推動 存儲器重回上升軌道[N];中國電子報;2007年

6 記者 王春;上�！跋嘧兇鎯ζ鳌毖芯颗c國際前沿基本同步[N];科技日報;2011年

7 記者王俊鳴;64位存儲器在美問世[N];科技日報;2002年

8 蔡綺芝 DigiTimes;IBM Racetrack Memory將取代閃存[N];電子資訊時報;2007年

9 IDG電訊;“�！睔鉀_天[N];計算機世界;2000年

10 記者 張錦芳;韓國高速芯片每秒可傳1萬本厚書[N];新華每日電訊;2004年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 吳丹;高效能計算型存儲器體系結(jié)構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)研究與實現(xiàn)[D];華中科技大學;2012年

2 范雪;一種新型反熔絲存儲器的研制及其抗輻射加固方法研究[D];電子科技大學;2011年

3 劉璐;高k柵堆棧電荷陷阱型MONOS存儲器的研究[D];華中科技大學;2013年

4 周嬌;相變存儲器按比例縮小研究[D];華中科技大學;2014年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李延彬;基于PCM的寫操作優(yōu)化策略研究與設(shè)計[D];山東大學;2015年

2 趙志剛;基于相變存儲器電流約束下片內(nèi)并行寫入操作研究[D];山東大學;2015年

3 趙志強;基于OpenRISC 1200的SoC系統(tǒng)搭建及LDPC整合驗證[D];電子科技大學;2015年

4 段志剛;嵌入式低壓低功耗新型快閃存儲器電路研究[D];清華大學;2004年

5 李家強;基于正交拉丁碼的存儲器抗多位翻轉(zhuǎn)設(shè)計[D];哈爾濱工業(yè)大學;2014年

6 沈菊;相變存儲器芯片電路設(shè)計與實現(xiàn)[D];中國科學院研究生院（上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所）;2008年

7 張佶;高密度阻變存儲器的設(shè)計[D];復旦大學;2010年

8 張顯敞;存儲器測試算法研究及應用實現(xiàn)[D];電子科技大學;2013年

9 馬文龍;阻變存儲器外圍電路設(shè)計[D];湖南大學;2014年

10 宋子凱;大規(guī)模存儲器的高速并行測試解決方案[D];上海交通大學;2007年

，

本文編號：1075753