天文圖像差異算法專用硬件設計與SOC實現.pdf

1、隨著處理器技術的飛速發(fā)展，微處理器在一定程度上有了很大的應用范圍，而可配置處理器可以對具體應用進行適當配置，從而可以得到不同運算模塊的硬件電路。通過對其進行編程管理，達到最終功能的實現。用可配置處理器完成數據密集型的運算任務時，比通用微處理器具有更強的計算能力，比ASIC(Application Specific Integrated Circuit)架構具有更大的靈活性，可加快研發(fā)周期，同時在功耗方面低于通用數字信號處理器。本論文設計

2、了一個面向天文圖像差異算法的可配置處理器一傳輸觸發(fā)架構(TTA，Transport-TriggeredArchitecture)的T℃ore模型。選擇應用之后，根據配置相關的參數就可生成一款針對特定領域的T℃ore處理器的硬件電路。
　　 本論文對天文圖像差異算法進行詳細的歸納與分析，對降晰函數，核函數以及相關的求解方法，不同天空背景環(huán)境下的情況進行分析處理。這些分析，為T℃ore處理器的功能單元設計提供算法的依據，T℃ore的

3、結構包含整體架構設計、內部核心單元、指令格式、流水線、網絡通路、存儲器和最終的系統(tǒng)編址等。其中基于算法的功能單元是影響整個處理器的關鍵部件，對數據處理的實時性起關鍵作用，有效合理的對其優(yōu)化，更可以提高系統(tǒng)整體的速度。
　　 在硬件驗證中，本論文利用XILINX FPGA的XUPV5-LX110T系列MACROBLAZE作為主處理器，T℃ore為協(xié)處理器，搭建一個嵌入式SOC(Systemon Chip)開發(fā)系統(tǒng)。通過SOC實現后

4、，系統(tǒng)頻率最終跑到100M以上。T℃ore處理器的硬件架構設計已經通過了前期的仿真、驗證及最后的板級系統(tǒng)調試。為了進一步提高速度，本文采用多核異構T℃ore處理器的并行處理方案，這可以充分發(fā)揮T℃ore處理器的數據密集型運算的特點。通過最后的SOC實現，T℃ore處理器和普通的PC機軟件實現相比，在功能正確的基礎上，計算速度得到有效提高。功耗得到大大降低，雙核功耗僅為軟件實現時的2.3％。通過這種架構實現，再次證明了T℃ore處理器可以