FPGA動(dòng)態(tài)可重構(gòu)技術(shù)及其應(yīng)用研究.pdf

1、FPGA動(dòng)態(tài)可重構(gòu)技術(shù)能夠在FPGA運(yùn)行過(guò)程中對(duì)其內(nèi)部的全部或部分邏輯資源進(jìn)行重新配置,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)邏輯功能的動(dòng)態(tài)切換,而不終止器件的運(yùn)行。這使硬件系統(tǒng)的更新或修改變得十分容易,提高了FPGA的靈活性;該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了資源的時(shí)分復(fù)用,提高了FPGA的資源利用率并降低了功耗。FPGA動(dòng)態(tài)可重構(gòu)技術(shù)的巨大優(yōu)勢(shì)使其在系統(tǒng)容錯(cuò)、航空航天、可進(jìn)化硬件、多功能儀器等眾多領(lǐng)域都有著廣闊的應(yīng)用前景。鑒于此,針對(duì)FPGA的動(dòng)態(tài)重構(gòu)技術(shù)及其應(yīng)用進(jìn)行研究具有重要的研

2、究?jī)r(jià)值和實(shí)際意義。
　　本文分析了FPGA動(dòng)態(tài)可重構(gòu)技術(shù)的國(guó)內(nèi)外研究及應(yīng)用現(xiàn)狀,對(duì)基于FPGA的動(dòng)態(tài)可重構(gòu)技術(shù)的原理及實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行了深入的研究,并對(duì)主流生產(chǎn)廠商的FPGA動(dòng)態(tài)重構(gòu)實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行了分析和比較。在對(duì)FPGA動(dòng)態(tài)重構(gòu)技術(shù)進(jìn)行深入的研究和分析的基礎(chǔ)上，提出了一種具備本地動(dòng)態(tài)全局重構(gòu)、本地動(dòng)態(tài)局部重構(gòu)以及遠(yuǎn)程動(dòng)態(tài)重構(gòu)能力的載板設(shè)計(jì)方案。該方案以Xilinx公司的Virtex-5系列FPGA作為重構(gòu)硬件基礎(chǔ),設(shè)計(jì)了基于Platf

3、orm Flash PROM、BPI Flash、SystemACE CF配置方式下的動(dòng)態(tài)重構(gòu)接口電路以及遠(yuǎn)程動(dòng)態(tài)重構(gòu)接口電路;設(shè)計(jì)的載板可作為主控板掛接在將來(lái)根據(jù)不同需求而設(shè)計(jì)的功能板上以使功能板具備動(dòng)態(tài)可重構(gòu)能力,增強(qiáng)了設(shè)計(jì)的靈活性和通用性,實(shí)現(xiàn)同一硬件基礎(chǔ)上通過(guò)重構(gòu)以適應(yīng)不同型號(hào)以及相同型號(hào)在不同階段的導(dǎo)彈和衛(wèi)星通用化測(cè)試需求。最后,以可重構(gòu)載荷數(shù)據(jù)模擬源作為應(yīng)用實(shí)例來(lái)驗(yàn)證動(dòng)態(tài)可重構(gòu)載板的設(shè)計(jì)的合理性和正確性。實(shí)際測(cè)試結(jié)果表明,載