【硕士论文】基于FPGACPLD的嵌入式系统的设计与研究.pdf

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1、上海交通大学硕士学位论文基于FPGA/CPLD的嵌入式系统的设计与研究姓名：李志申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：朱仲英2003.1.1上海交通大学硕士学位论文I基于FPGA/CPLD的嵌入式系统的设计与研究摘要随着工业生产和日常生活中智能设备的增多嵌入式系统的应用越来越广泛功能越来越复杂与此同时由于采用嵌入式系统的产品推向市场的时间与产品取得的利润成反比嵌入式系统的设计周期越来越短更短的时间实现更复杂的功能使得嵌入式系统设计研究成为工业界和学术界的关注的问题合理的嵌入式系统设计流程有助于提高设计效率嵌入式系统设计主要流程包括系

2、统需求分析系统功能软硬件划分系统功能实现和系统功能验证四部分其中系统功能软硬件划分是流程中关键的步骤一个糟糕的划分将大大延长设计周期和增加设计成本由于内在的并行性硬件实现往往延迟少速度快可以得到较高性能,但比较昂贵而软件实现比较便宜但性能也较低好的软硬件功能划分在开销与性能之间折衷同时获取软件实现的代价低廉和硬件实现的良好性能利用FPGA/CPLD实现嵌入式系统的硬件功能也有助于提高设计效率FPGA/CPLD具有开发周期短开发成本低开发风险低和现场可灵活配置等特点作者根据上述流程完成大型喷墨打印机国产化中最具挑战性的工作控制图像打印的嵌入式系统设

3、计且在软硬件划分阶段采用了与传统不同的实现方式图像数据的打印准备时间是嵌入式系统的重要指标该时间由图像数据格式转换时间和图像数据总线传输时间组成传统实现方法图像数据格式转换和图像数据总线传输I上海交通大学硕士学位论文II串行操作很难大幅度减少图像数据打印前的处理时间因而无法采用高速打印头而本论文中提出的实现方法利用FPGA实现作者提出的图像数据格式转换算法大幅减少图像数据打印前的处理时间从而突破高频率打印头的瓶颈使开发国产高速喷墨打印机成为可能具有较好的经济效益和社会效益文中最后简单描述了目前国际上嵌入式系统设计方面的研究热点以及未来嵌入式系统的

4、设计模式关键词:嵌入式系统FPGA划分数据格式转换II上海交通大学硕士学位论文IIITHEDESIGNANDRESEARCHOFEMBEDDEDSYSTEMSBASEDONFPGAANDCPLDABSTRACTWiththeincreasingdemandaboutintelligentdevicesintheindustrialfieldandordinarylife,theapplicationsofembeddedsystemsbecomemoreandmorewidespread.Atthesametime,duetotheeffecto

5、falatemarketdelivery,thedesigncycleofembeddedsystemsbecomesshorterandshorter.Torealizemorecomplexfunctionsintightertime-to-marketwindowmakesthedesignandresearchofembeddedsystemnecessary.Reasonabledesignflowofembeddedsystemscanimprovethedesignefficiency.Themaindesignflowinclud

6、essystemrequirementanalysis,hardware-softwarefunctionpartitioning,implementationandverification.Oneofthemostimportanttasksperformedinthedesignflowisthehardware-softwarefunctionpartitioning.Abadpartitioningmayaffectthedesigntimeandcost.Duetotheinherentparallelismandhighspecifi

7、city,hardwareimplementationstendtoexecutewithhighperformance,buttheyaremorecostlytoimplement.Software,ontheotherhand,tendtohaveacheaperimplementation,butataslowerexecutiontime.Agoodcompromiseincost-performancecanbeobtainedIII上海交通大学硕士学位论文IVifoneleveragesthecostofsoftwareimplem

8、entationswiththeperformanceofhardwareimplementation.UsingFPGAandCPLD