基于NOC的分布式內(nèi)存管理多核系統(tǒng)的設(shè)計.pdf

1、隨著納米科技的發(fā)展，在單個芯片上集成多個嵌入式處理器(MPSoC)成為了可能。MPSoC被證明是一種極有前景的解決方案，能滿足現(xiàn)實世界復(fù)雜應(yīng)用不斷提升的性能。而相對于傳統(tǒng)的共享總線，片上網(wǎng)絡(luò)(NoC)被提出用來滿足MPSoC上多個處理器之間的通信交流，具有有效性可擴展性等優(yōu)點。在FPGA上設(shè)計MPSoC是一個新的重要發(fā)展趨勢。這個趨勢促進(jìn)了基于FPGA的原型設(shè)計的快速發(fā)展，并允許設(shè)計者研究新的結(jié)構(gòu)而不用擔(dān)心它們的ASIC產(chǎn)品。在基于No

2、C的MPSoC中，特別是對于中等和大規(guī)模系統(tǒng)，設(shè)計者一般傾向于擴展性好，擁有合理的競爭和內(nèi)存訪問延遲的分布式存儲器，而集中式存儲器已經(jīng)成為了性能，功耗，成本等方面的瓶頸。
　　本文對基于NOC的片上多核系統(tǒng)進(jìn)行了研究，在Zedboard FPGA上設(shè)計了DME系統(tǒng)，有效解決了多個處理器之間通信和同步的問題。整個系統(tǒng)使用了4個Xilinx公司的MicroBlaze處理器和1個ARM公司的Cortex-A9雙核處理器。DME系統(tǒng)包括時

3、間標(biāo)記單元，同步單元，數(shù)據(jù)傳送單元，基于FIFO的通信單元，內(nèi)存管理單元，Switch，MicroBlaze接口和網(wǎng)絡(luò)接口。每個處理器都可以將其本地的存儲器數(shù)據(jù)發(fā)送至其他處理器或者訪問其他節(jié)點的資源。時間標(biāo)記單元將每一個傳輸?shù)臄?shù)據(jù)標(biāo)記時間，確保其他節(jié)點收到的數(shù)據(jù)沒有超時。此外，為了配合DME系統(tǒng)的硬件機制，本文為每一個功能模塊設(shè)計了配套的API原語。使得用戶能夠在簡單的了解API原語之后，就可以對整個系統(tǒng)進(jìn)行操作。整個系統(tǒng)在NC-Ver