基于powerpc硬核的fpga片上系统设计方法研究new

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1、分类号密级UDC基于PowerPC硬核的FPGA片上系统设计方法研究田金洁导师姓名(职称)曲秀杰（副教授）答辩委员会主席李印增申请学科门类工学硕士论文答辩日期2006.7.1申请学位专业微电子学与固体电子学年月日研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说

2、明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：关于学位论文使用权的说明本人完全了解北京理工大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；③学校可允许学位论文被查阅或借阅；④学校可以学术交流为目的,复制赠送和交换学位论文；⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容（保密学位论文在解密后遵守此规定）。签名：日期：导师签名：日期：北京理工大学硕士学位论文摘要SOC设计技术是以超深亚微米工艺、软硬件协同设计技术和IP核复用技术为支撑，对微电子技术

3、及其应用领域是一种革命性的变革。IP核的复用技术是SOC设计的关键和基础，它使得设计更加面向系统。SOPC是一种特殊的嵌入式系统，既是SOC，又是可编程系统，除了具有集成度高，效率高，资源利用充分，设计周期短，成本低外，还具有更加灵活的设计方式，可裁剪、可扩充、可升级，并具备软硬件在线系统开发中可编程的特点。本课题是基于可编程片上系统SOPC技术，采用Xilinx公司的Virtex-4FX12FPGA芯片，结合具体项目，设计实现了一个直接数字频率合成器。该设计以片上PowerPC处理器硬核作为控制核心，FPGA中的可编程逻辑资源作为功能

4、实现，构成整个DDS系统。通过运行软件应用程序，可以灵活地选择脉宽、带宽和重复频率等参数，输出单频、线性调频等不同的脉冲信号。由于将控制部分和功能部分集成在一个芯片上，即提高了系统的集成度，缩短了延迟时间，又提高了性能，同时IP复用技术和软硬件协同设计技术也大大提高了设计的效率。SOPC设计技术使直接数字频率合成器的设计更加灵活，更易于扩充升级。本文在介绍了SOC和SOPC设计技术的基础上，深入研究了SOC设计技术中的关键技术：IP复用技术和软硬件协同设计技术，以及基于PowerPC硬核处理器的FPGA片上系统设计方法。结合系统设计的具

5、体指标，利用直接数字频率合成技术，以及线性调频信号及其使用直接数字频率合成技术的产生方法，提出了DDS系统的软、硬件设计方案。并对整个系统进行仿真、调试，得出满意的测试结果。最后对所做工作进行了总结，提出了下一步工作的设想。关键词：可编程片上系统，IP复用，直接数字频率合成器，线性调频信号I北京理工大学硕士学位论文AbstractSOCdesigntechnology,whichissupportedbyverydeepsubmicrontechnics,hardware/softwareco-designtechnologyandIP

6、reusingtechnology,isarevolutionarychangeinmicroelectronicstechnology.IPreusingtechnologyisthekeyandfoundationofSOCdesigntechnologyandadvancesthedesigntothesystemlevel.SOPC,akindofSOC,whichmakesthedesignmorecompactwithshorterdesigntimeanditcanmakefulluseofresourceswithgre

7、aterefficiencyandlowercost,canbeviewedasaspecialembeddedsystem.ThedesignandimplementationofSOPCbasedsystemcanbeveryflexible,customtoapplication,easytobeupgradedandprogrammedinsoftwareenvironment.TheaimofthisthesisistodesignaDDSbasedonaSOPCdesignplatformwhichisVirtex-4FX1

8、2FPGAchipmanufacturedbyXilinxCorporation.TheDDSsystemincludestwomoduleswhicharethecontrolmoduleandthesi