正文描述:《基和fpga可重配置片上系统论文》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、基l:FPGA的可审『I己置片卜系统摘要随着半导体制造工艺的进步,ASIC芯片开发的费用迅速增长,面市时间要求口益紧迫,用户对产品设计的灵活性也提出越来越高的要求,导致ASIC:签片的设计越来越困难。近些年来,可重配置硬件由于灵活性和费用低等优点表现出了明显强于ASIC的发展势头。但可重配置硬件固有的弱点如功耗高、速度慢、资源冗余等使其在面对复杂功能设计时还是不能够达到要求,因此人们开始考虑通过技术上的融合在ASIC与可重配置硬件之间寻找一条中间道路一可编程片上系统SOPC。SOPC不仅可以降低开发SOC芯片的风险,缩短上市时间,而且其可重构的灵活能力提供了将同一:ii;片用到
2、不同应用中去的机会,尤其适用于不断变化和发展标准的产品开发中,例如通讯和网络芯片产品等。动态可重构是指在系统运行过程中可重配置部分能够被重复配置,在不同的时刻完成不同的功能。和静态可重构相比,动态可重构可以更充分的利用可重配置硬件。动态可重构技术是国际上研究的热点,尤其是在可重配置计算方面。该技术在理论上已经有了很大发展,但是目前仍然存在很多不足。FPGA组未来的发展方向之一是做支持动态可重配置的SOPC硬件。这是一项浩大的工程,本文所做的工作是其中的一部分。本文工作共包含两个部分:第一个部分集中在通用SOPC硬件平台的设计;第二部分是针对特定应用的动态可重构硬件平台设计.本文
3、的创新点如下:1.本文参考已有SOPC硬件平台,并考虑动态可重配置的要求,提出了一个新的SOPC硬件平台,该平台由CPU、多个FPGAIP核、片上存储器、系统互连、配置用硬件等组成,FPGAIP核通过可编程的系统互连资源与片上存储器连接。为了支持硬件平台的设计,进一步提炼出了面临的问题及解决方案。2.考虑针对特定应用设计优化的可重配置硬件平台。应用选取为JPEG2000及MPEG-4静态纹理图像压缩标准中所需的小波交换。提出了可重构的二维一级小波变换硬件平台,整体结构采用流水操作,数据分组输入,行列变换之间无需存储器。结果显示该硬件平台是一种高效高速的结构。3.在分组输入数据的
4、方式下进行行方向小波变换时,不同组的运算在时间上是串行的,且所需的运算是不同的。行方向小波变换采用动态可重配置的思想,硬件设计用可重构硬件实现,在系统运行时切换多路选择器从而实现不同组对应的运算,在不影响速度的同时节省了系统的面积。第7页基十FPGA的可重配置片上系统关键字:动态可重构,部分可重构,可重构计算,小波变换,提升算法中图分类号:TN47第8页基+J:FPGA的町蕈配置片卜.系统AbstractDuetodramaticallyincreasingdevelopmentcost,shortertimetomarketandflexibilitydemand,ASICd
5、esignsaremoreandmoredifficult.Meanwhile,reconfigurabledevicesaredevelopingfastbecauseofitsflexibilityandlessdevelopmentcost.Butintrinsicshortcomingsofreconfigurabledevices,forexample,highpower,lowspeed,etc.inducedifficultiesincomplexdesignsrealizations.SopeoplebegantoconsidercombinationofASI
6、Candreconfignrabledeviceonasinglechip,whichisSOPC.SOPCcallnotonlydecreasedevelopmentriskandtimingtomarket'butalsoCanbeusedindifferentapplications,especiallyofproductsthatkeepvarying,forexample,communicationandnetworkproducts.Dynamicallyreconfigurationme锄sreconfigurabledeviceofthechipCanberec
7、onfiguredrepeatable,andperformsdifferentfunctionsatdifferenttimes.Comp盯edwithstaticreconfiguration,dynamicreconfignrationcallusethereconfigurabledevicemorethoroughly.It’Sahotresearchintheworld,especiallyinreconfigurablecomputing.Thistechnologyhasde
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