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时间:2019-01-29
《16位定点dsp核心单元设计论文》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、摘要DSP芯片是一种具有特殊结构的微处理器,常用来快速地实现各种数字信号处理算法。自20世纪80年代以来,随着集成电路设计方法的不断进步,电路的复杂度越来越高,DSP芯片也得到了飞速的发展,现在已经广泛地应用于通信,信息处理,自动控制,航空航天等各个领域。本篇论文讨论了一个通用定点DSP核心单元的设计,同时在设计方法上作了一些新的探索。本文的设计选用德州仪器公司的TMS320C54X系列作为参考。所设计的DSP处理器核心单元的指令集和功能都与标准的TMS320C54X兼容。在利用VerilogHDL语言对系统进行
2、RTL级描述之外,还尝试了有别于传统设计途径的基于SystemC的方法,并对两种方法作了比较。设计通过Quarturs软件的综合和优化,最后生成的网表文件下载到Altera的器件中进行测试和调试,验证了设计的正确性。本论文最终实现了一个正向设计的16位定点DSP核心单元,具有嵌入式功能且能完成大量的运算。设计具有同TMS320C54X系列DSP芯片相同的6级流水线结构,选取了183条指令中的125条来实现,在保证对大量运算的基础上,适当减少了硬件复杂度。在AlteraStratixEPl$808956C6平台上进
3、行了FPGA验证,时钟频率为10M,规模为3万门。本课题除了对16位定点DSP的结构进行研究,对运算单元的结构进行探索之外,也对设计方法进行了有益的尝试。利用SystemC设计了部分模块,并且实验了用SystemC进行验证的方法。最后测试的结果表明设计基本达到了预期的要求。关键词:DSP,软硬件协同设计,流水线,SystemC中图分类号:TN4ABSTRACTDSPprocessoriSakindofmicroprocessorwithspecialarchilecture,whichiSusuallyusedt
4、odealwithkindsofdigitalSignalprocessalgorithms.Sincethe1980’S,withthedevelopmentof^SICdesignmethodology。thecireuitbecomesmoreandmorecomplieated.Atthesametime,theDSPchipachievedgreatdevelopment.AndnowDSPprocessorshavebeenusedinmanyfieids,suchascomIllunicationt
5、echnology,informalionprocess,automatiCcontrolandaViationtechn0109y.InthiSpaper,wediscussthedesignofageneralfixed—pointDSPcore.AISOwedosomeresearchonthedesignmethodo]ogy.TheStructureofthecoreunitwedesignediSonthebasiSoftheStructureofTMS320C54XbyTIcompany.Thein
6、structionsetandthefunctionarea11compatiblewithstandardTMS320C54x,BesidesUSingVeriIogHDLtofinishRTLdescription,wetriedthemethodologybasedon8ystemCandcomparedthetwomethodologies.ThecodeiSsynthsiSedandoptimizedbyQuartus.ThenetliStiSdownloadedtothedeviceofA1terat
7、otestanddebugtoverifythedesign.InthiSpaperwedesigneda16~bitfixed—DointDSPcoreunitwhichcandealwithgreatmountofcalCHfatiOnwork.Thestructureoftheunitincludesa6一levelpipelinewhichisaccordingthestructureofTMS320c54X.Andithas125instructionswhichareselectedfrom183in
8、structionsoftheinitialTMS320C54x.ThiSselectioniSbasedontheconsiderationthatthecorecandealwitha10tofcalculationwork.AtthesametimethecomplexitvoftheunitCaRbereduced.AftersynthesizedontheAlt
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