MPSoC族节点设计及初始化技术研究.pdf

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1、MPSoC簇节点设计及初始化技术研究ResearchonclusterdesignandinitializationmethodofMPSoC2011年4月合肥工业大学本论文经答辩委员会全体委员审查，确认符合合肥工业大学硕十学位论文质量要求。主委答辩委员会签名：(工作单位、职称)杏状梁齐漱-教授副教授导师：张多利合肥工业大学副研究员搬多币J

2、7学大业技业工科工轳k伽武∥斌尹／●●～节口j=(席员独创性声明本人声明所甲交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究r：作及取得的研究成果。据我所矢¨'除了文中特别加以标，上和致谢的地方外，论文

3、中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，№不包含为获得—垒巡坚b竖厶L或其他教育机构的学何或证j5而使用过的材料。与我一同一J：作，

4、勺川一tI列本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示射意。jI何论文f1。者签字：签字日期：2口ff年牛月，b日学位论文版权使用授权书本学何论文作者完全了解—坌埋U必：兰有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向I鲴家仃天部fJ或机构送交论文的复印什和磁盘，允许论文被有阅或借阅。本人授权金g巴：!：些厶。7：可以：f哿学位论文的全部或部分论文内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印

5、或扫描筲复制一F段保存、汇编学何论文。(保密的学何论文住解密后适川本授权I5)宁化论文作者签名：爱磊签字日划：沙“年争月／1．日。产何论文作者毕业后玄向：f1单何：通iII,．1Ilk,hi：：导师签名：氐够簪／f签字日期：沙ff年辱月p日电话：邮编：MPSoC簇节点设计及初始化技术研究摘要MPSoC(Multi．processorSystem．On．Chip，多核系统芯片)利用工艺进步带来的高集成度，充分挖掘多运算节点的并行处理能力，为满足复杂应用的大规模运算和实时性需求提供了可行的解决办法，被广泛地应用于数字信号处理、多媒体以及

6、网络应用等领域。多核已成为当前复杂SoC设计的核心特征，而如何选取和设计MPSoC中的资源节点、如何实现这些节点的高效互连和组织、如何实现节点间任务的合理分配和控制同步等都成为MPSoC设计中不可回避的关键问题，因而成为相关研究工作的关注焦点。本文在分析现有多种MPSoC片上互连架构的基础上，设计了一种基于簇的混合片上通讯架构，采用层次化总线和片上网络的混合通讯方式，以实现整体的可扩展性与运算处理的局部性的统一。在系统层面上，以片上通讯网络作为系统的顶层通讯框架；在簇层面上，通过层次化总线实现处理器和功能IP模块之间的互连。针对实时

7、性应用数据量大、数据传输速率高的特点，设计了基于簇的MPSoC系统架构，并完成了作为系统主要计算资源的簇节点的整体设计。采用一种将控制通路和数据通路分开设计的方法，提高了系统的数据传输效率。针对多核初始化的问题，基于此混合通讯架构，给出了一种片上多核系统的初始化方案，该方案具有较好的通用性、移植性和扩展性。最后，基于FPGA开发板对整个MPSoC系统进行了原型实现，并以多路视频混合为目标应用，完成了应用演示。关键词：MPSoC；混合通讯架构；簇；多核初始化；硬件原型Researchonclusterdesignandinitiali

8、zationmethodofMPSoCABSTRACTMulti-processorSystem-On—Chip(MPSoC)canmakefulluseoftheevenhighersiliconintegrityfromthedevelopmentofmanufacturingtechnology，enlargetheparallelprocessingabilityofmulticomputingresources，andSOprovideaviablesolutionforcomplexapplicationwhichcon

9、tainslarge—scalecomputationandreal-timerequirements．Now,MPSoCiswidelyusedindigitalsignalprocess，multimedia，andnetworkapplications，etc．MPSoChasbecomethekerneldesignaspectofthenextgenerationcomplexSoC．ThemaintopicsaboutMPSoCdesignincludehowtoselectanddesigntheresourcenod

10、esofcomputation，howthoseresourcenodescommunicatewitheachother，howthecomputationtasksareassignedtothosecomputingnodesa