基于fpga的异核微处理器系统研究

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1、江苏大学硕士学位论文摘要双核处理器是指在一个芯片上集成两个运算核心，从而提高计算能力。“双核”的概念最早是由IBM、肿、Sun等支持ⅪSC架构的高端服务器厂商提出的，主要用在服务器上。双核技术的引入是提高处理器性能的行之有效的方法。由于生产技术的限制，传统通过提升工作频率来提升处理器性能的做法目前面临严重的阻碍，高频CPU的耗电量和发热量越来越大，已经给整机散热带来十分严峻的考验。双核技术可以很好的避免这一点。通过增加一个内核，进行时序分配，实现协调地处理任务的要求。论文提出了基于FPGA的异核系统的构建思想，即基

2、于SOPC设计方法改进设计了一款与标准8051兼容的8位MCUIP核，用来处理外围信号。并且同时设计了基于A1tera公司NiosII的处理器核，用来管理内部数据。将两个不同的处理器核下载到Altera公司的FPGA开发板中，从而完成了一个基于FPGA的异核系统，实现智能家居监控系统的设计。采用QuarcusII、SyIlpli矽Pro、ModelSim等各种EDA软件工具对整个微控制器内核进行了较完整的仿真验证，最后将整个系统的配置文件下载到硬件环境FPGA开发板中。验证结果表明：所设计的异核处理器系统很好地工作

3、在FPGA中，实现了设计的要求。该设计可以作为可移植的IP核，组成片上系统，用于嵌入式系统领域，具有实际意义，同时也为今后进行基于IP核的SOPC设计和验证提供了思路。关键词：FPGA；SOPC；IP；NiosII；8051MCU；异核江苏大学硕士学位论文ABSTRACTT1wo-corepr6cessormeanstointegrate佃ooperatecoresinachiptoeIlhallcemecomputerabili吼TheconCeptof栅。一coreisfirstmisedinIBM，HP锄dS

4、unwhichsustainthemSCconfigurationofTop—severmanufactllre‘thatismostlyusedinsevers．Tbimportthetecluliqueof铆o-coreisanemciencywaytoimproVet11eabili够ofprocessor．Becauseoftllelimitedofmanufacture，itisdi衔cultfor仃aditionalwaytoboosttheabil埘ofprocessornow，andashi曲erp

5、ower孤dheatofCPU，rigoroustnbulationforthewholeconlputertodispelheat．AndthetechnologyOftwo-corecanaVoidthatt11roughaddinganothercoretoassignthetimeschedulingtoachieVethedemandinline．Thepaperproposedanewideaofdi虢r-corebasedonFPGA．r】bamelioratethe8bitsMUCIPcorewhi

6、chiscompatiblewithstandard805lprocessortodealwiththeoutwardsigIlals，thatisbased0ntheSOPCdesigntechnologyAtthesametime，designNiosIIprocessorofAlteratomanagetheinteriorsignaldata．Thendownloadthesetwodi丘IerentcoresinaFPGAofAlteratofinishthewholedi筇昌r-coresystemde

7、signtocar秽outtheintelligenthomemonitorsystem．Use也eVa矗ousEDAsoRwaretoolssuchasSynplifyPro，ModelSimandQuartllsIItosinmlateand如nction．testthewholemicr．ocon仃onercolIeandthent0dOwnloadthewhOleconfigurefiletotheFPGAbo砌atlaSt．Thetestresultshow：thedi插coreprocessorworb

8、wellinFPGAandimplementtherequestofdesi印．Andalsotbjsdi鼠r-coreprocessorsystemcanbeasar肌sedIPcoreusedinon—cllipsystem，andismeaningmlinthe丘eldofen曲eddedsystem印plication．Attlles锄etime，t