片上網(wǎng)絡的FPGA實現(xiàn)及其在4G系統(tǒng)中的應用研究.pdf

1、隨著電路集成度的不斷提高，片上各模塊的通信架構逐漸成為影響系統(tǒng)性能的關鍵問題。傳統(tǒng)的片上系統(tǒng)(SoC)總線結構存在時鐘樹龐大、功耗大和可擴展性差等問題，而基于網(wǎng)絡連接的片上網(wǎng)絡(NoC)通信結構，可以有效改善這些通信瓶頸問題。NoC架構的系統(tǒng)可包含大量的IP核，支持多種功能，并且NoC本身所具備的功耗低面積小等特點使得NoC架構設計的芯片可用于未來的移動終端和4G通信系統(tǒng)中。因此，片上網(wǎng)絡的設計實現(xiàn)以及片上網(wǎng)絡架構在4G通信系統(tǒng)中的應用

2、是本文研究的重點。
　　 本文首先對片上網(wǎng)絡互連方式及其關鍵問題進行了總結與分析，詳細介紹了NoC架構中各種交換機制和流量控制機制，對比了各自的優(yōu)缺點，并且對片上網(wǎng)絡在4G通信系統(tǒng)中應用的發(fā)展現(xiàn)狀進行分析。接著，本文對片上網(wǎng)絡路由器結構進行了研究，設計了一種適用于2D mesh網(wǎng)絡的片上網(wǎng)絡路由器，具體包括五個輸入緩存模塊，五組輸入輸出流量控制模塊，一個頭部譯碼模塊，一個路由計算模塊，一個控制邏輯模塊，一個虛信道分配模塊，一個開

3、關仲裁模塊和一個交叉開關模塊。本文使用Verilog語言對該路由器內(nèi)各模塊進行了設計實現(xiàn)并利用ISE仿真工具對各模塊進行了仿真驗證和仿真結果分析，證明了該片上網(wǎng)絡路由器按照蟲孔交換的方式正確完成了路由轉發(fā)功能。在此基礎上，用已設計實現(xiàn)的片上網(wǎng)絡路由器搭建了一個4×4的2Dmesh片上網(wǎng)絡，并完成網(wǎng)絡級的仿真驗證。最后，本文通過分析OFDM接收器部分的通信特點，在該片上網(wǎng)絡仿真平臺上對該接收器進行仿真分析，給出仿真結果，驗證了本文設計的基