可重构系统编程支撑环境设计.pdf

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1、第10卷第3期信息工程大学学报Vo1．10NO．32009年9月JournalofInformationEngineeringUniversitySep．2009可重构系统编程支撑环境设计赵昕，于婧，兰巨龙(信息程大学信息工程学院，河南郑州450002)摘要：通常FPGA的设计都是由一种专用的硬件描述语言实现，但是随着可重构应用的潜力正在逐步显露，需要一种适合可重构的软件编程环境。文章根据可重构的粒度分析了以可重构路由器为代表的编程支撑环境的设计原理和需求。关键词：编程支撑环境；可重构系统；FPGA中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：167l一0673(2009)

2、O3—0394—03DesignforReconfigurableSystemProgrammingSupportEnvironmentZHAOXin，YUJing，LANJu—long(InstituteofInformationEngineering，InformationEngineeringUniversity，Zhengzhou450002，China)Abstract：UsuallythedesignofFPGAisimplementedwithadedicatedhardwaredescriptionlan—guage，butasthepotentialofr

3、econfigurableapplicationappears，thereisaneedforareconfigura—tionofthesoftwareprogrammingenvironment．Basedonthegranularityofreconfiguration，thede-signprincipleanddemandforthereconfigurablerouterprogrammingsupportenvironmentareana—lyzed．Keywords：programmingsupportenvironment；reconfigurablesy

4、stem；FPGA通常FPGA的设计由硬件工程师利用一种专移出该构件的数据。因为一种应用代码中通常无用的硬件描述语言如Verilog或VHDL来实现⋯。非是嵌入了一种算法，一旦构件可以从应用中被抽这对于嵌入式应用来说非常适用。近来随着FP．象，它将以如图1所示的实例出现在可重构系统GA技术的快速发展，可重构技术的潜力正逐步显中。可见数据如何进入构件、操作数据的算法以及露，并有望提供超越“摩尔定律”的科学应用性能。结果的移动情况是直接将功能映射到可重构系统以FPGA而不是CPU为目标的类似C语言的高级结构中去的核心问题。可重构编程支撑技术成为新的研究领域。与此同时，以可重构系

5、统为目标的编程支撑技术不仅仅是l据{i，，，k)llF=f(i，『，k)lIl另一种C编译器。因为适用于CPU编程的应用编图1构件抽象算法模型程环境不一定能够适用于FPGA可重构体系结构。当前，可重构系统中的FPGA并不像CPU系1可重构的粒度刻画依据统编程那样享有几乎是无限多的资源。FPGA编程必须以有限的资源为基础。针对可重构系统未可重构的粒度标准是对可重构系统的基本构来的发展方向，需要一种FPGA开发工具，基于C件进行算法抽象，为了执行可重构实例首先需要在语言来编程。使用C是一种自然反应和趋势，因应用中找到核心构件，并且彻底地理解需要移人或为它已成为大部分编程人员熟悉

6、和便于使用的开收稿日期：2008～09—20基金项目：国家863计划资助项目(2008AAO1A323)作者简介：赵昕(1981一)，男，博士生，主要研究方向为下一代网络技术。第3期赵昕等：可重构系统编程支撑环境没汁395发语言。同时为了建立面向基于微处理器硬件的种能力就是从算法设计层获得并提取目标硬件系标准应用编程和基于编程可重构FPGA的硬件之统。可采用类似虚拟机的概念，它使写在可重构系间的桥梁或过渡，也需要开发商提供更广泛的T具统上的代码便于在计算机上执行，这就达到了更高支持。级别的抽象，这种新的抽象是根据组成该系统的行FPGA曾作为一个中间阶段被硬件设计_T程为能力

7、的系统描述：这些行为所消耗的资源以及这师用于设计、验证并测试电路，最后的目标是可以些资源的成本构成。系统描述被分级建立并组合，在一个ASIC(专用集成电路)中使用，例如一个定以便确定整个目标可重构系统或用户编程的执行制DSP或其它专用芯片。ASIC是快速且高度专用环境。的，它的效率非常高。其投入市场的成本很高，因在系统编辑器中，可重构系统编程支撑环境要此通常用于大规模市场应用。基于文本的硬件设能够描述数据处理候选分区的物理部件。它可以计语言(HDL)如VHDL和Verilog已用于设计或编是来自FPGA、存储器、总