基于FPGA的動(dòng)態(tài)重構(gòu)模塊的硬件和軟件設(shè)計(jì).pdf

1、隨著社會(huì)生產(chǎn)的不斷進(jìn)步，許多以數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用為代表的計(jì)算與數(shù)據(jù)處理需求越來(lái)越復(fù)雜。通信協(xié)議、安全以及多媒體編碼等特殊應(yīng)用領(lǐng)域里，傳統(tǒng)的通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的局限性越來(lái)越大。而專為這種場(chǎng)合發(fā)展出來(lái)的ASIC雖然能夠做到設(shè)計(jì)精確、運(yùn)算速率高、能耗低等優(yōu)點(diǎn)，但是它的結(jié)構(gòu)也決定了其制造完成以后不能進(jìn)行修改的特點(diǎn)，導(dǎo)致ASIC設(shè)計(jì)成本高、不宜升級(jí)。
　　而可重構(gòu)技術(shù)的最新進(jìn)展動(dòng)態(tài)部分重構(gòu)技術(shù)則可以很好的解決這一問(wèn)題。首先隨著FPGA的容量越來(lái)越大

2、，除了大型項(xiàng)目以外，F(xiàn)PGA也能提供高速硬件的特點(diǎn)，同時(shí)又具有軟件的可重新配置的特點(diǎn)。其次動(dòng)態(tài)部分重構(gòu)可以解決ASIC不能實(shí)時(shí)更改升級(jí)的弱點(diǎn)，它的技術(shù)要點(diǎn)就是在系統(tǒng)正常工作前提下，在線修改部分動(dòng)態(tài)模塊的功能，而系統(tǒng)的其他模塊能不受干擾的正常運(yùn)行，這樣在節(jié)約硬件資源的同時(shí)有增強(qiáng)了系統(tǒng)靈活性。
　　本文基于863項(xiàng)目計(jì)劃：基于FPGA的動(dòng)態(tài)重構(gòu)模塊的硬件和軟件設(shè)計(jì)，并取得以下成果：
　　1、討論了該課題的研究背景與意義，接著介紹

3、了重構(gòu)技術(shù)的發(fā)展，分析了動(dòng)態(tài)重構(gòu)技術(shù)的原理以及分類。
　　2、然后在硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)中先是研究了基于FPGA硬件設(shè)計(jì)的一些基本設(shè)計(jì)原則，接著重點(diǎn)設(shè)計(jì)出FPGA的幾種配置方法，并參考這些方法設(shè)計(jì)出配置硬件結(jié)構(gòu)，加上電源分配系統(tǒng)以及別的外圍接口構(gòu)成整個(gè)硬件系統(tǒng)。
　　3、分析動(dòng)態(tài)部分重構(gòu)技術(shù)特有的設(shè)計(jì)規(guī)范以及設(shè)計(jì)流程。
　　4、本文一共設(shè)計(jì)了兩個(gè)動(dòng)態(tài)重構(gòu)的實(shí)驗(yàn)，分別為組合邏輯的加減法、時(shí)序邏輯控制的LED跑馬燈以及基于Powe