基于Zynq的可穿戴动态可重构平台设计与实现.pdf

《基于Zynq的可穿戴动态可重构平台设计与实现.pdf》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、硕士学位论文基于Zynq的可穿戴动态可重构平台设计与实现DesignandImplementationofWearableDynamicReconfigurablePlatformBasedonZynq曹瑞哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TP393.01学校代码：10213国际图书分类号：681.31密级：公开工学硕士学位论文基于Zynq的可穿戴动态可重构平台设计与实现硕士研究生：曹瑞导师：刘宏伟教授申请学位：工学硕士学科：计算机科学与技术所在单位：计算机科学与技术学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIn

2、dex:TP393.01U.D.C:681.31DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringDesignandImplementationofWearableDynamicReconfigurablePlatformBasedonZynqCandidate：CaoRuiSupervisor：Prof.LiuHongweiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ComputerScienceandTechnologyAffiliation：Scho

3、olofComputerScienceandTechnologyDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要近年来，芯片工艺技术水平不断提高，各种低功耗、高性能的处理器不断改进，这些科技的进步使得可穿戴设备硬件体积减小的同时还能够进行大量的任务计算。在生活中，各种可穿戴设备也受到了人们的追捧，如手表，腕带，眼镜等都成为了生活中的一部分，发挥着不可忽视的作用。但是，人们逐渐对可穿戴设备提出了更多的需求，如更加复

4、杂的应用环境，更灵活的硬件配置，都给可穿戴设备的发展带来了新的方向。如可穿戴设备的通信方式单一，没有足够的外部通信接口用于数据交互。可穿戴设备能够处理的计算任务种类不多。其主要根源在于可穿戴设备体积小，板载硬件资源不足。本文通过分析可穿戴设备的功能需求，针对可穿戴设备体积小，硬件资源不足的缺点，以Zynq为基础，结合FPGA的动态可重构技术设计了一种动态可重构平台。动态可重构平台能够为可穿戴设备提供I/O接口和计算任务重构两种功能。在I/O接口重构方面，以RS232、RS485、CAN三种通信设备和VGA摄像头为例进行设计和验证，并提出了一种基于存储的I/

5、O接口动态可重构识别方案。在计算任务方面，本文分析了可穿戴设备图像处理和文本加解密方面的需求，结合I/O接口重构中的VGA摄像头，使用RTL方式实现了图像边缘检测的计算任务来对图像进行实时处理，对于文本加解密，使用HLS方式对DES加解密算法进行了实现，可穿戴设备能够从可重构平台中获取计算任务处理后的结果。实验表明，动态可重构平台能够为可穿戴设备提供计算任务重构和I/O接口重构两种功能，本文设计的I/O接口动态识别方案使得一个动态可重构接口就能够与多种外部设备进行数据通信。动态可重构平台具有良好的通用性，可在多种Zynq芯片上实现，I/O接口重构和计算任务

6、重构具有很好的可扩展性，达到了提高整个系统的硬件资源利用率和为可穿戴设备提供扩展接口和计算资源的目的。关键词：动态可重构；I/O接口；异构计算；FPGA；Zynq；HLS-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractInrecentyears,thelevelofchiptechnologyhasbeencontinuouslyimproved,andvariouskindsoflow-powerandhigh-performanceprocessorshavebeencontinuouslyimproved.Theseadvancesintechn

7、ologyhaveenabledthewearabledevicehardwaretobereducedinsizewhileenablingalargenumberoftaskcalculations.Inlife,avarietyofwearabledeviceshavealsobeensoughtafterbypeople,suchaswatches,wristbands,glasses,etc.havebecomepartoflife,playarolethatcannotbeignored.However,peoplegraduallyputfo

8、rwardmoredemandsonwearabledevices