面向多處理器SoPC的片上網絡的設計與實現.pdf

1、單處理器的嵌入式系統已經不能滿足用戶的需求，多處理器系統已經成為未來嵌入式系統的主要發(fā)展趨勢。現場可編程門陣列（FPGA）的出現給多處理器系統的設計帶來了很多方便。相對于傳統的片上系統（SoC）技術，基于FPGA的片上可編程系統（SoPC）設計技術具有很多優(yōu)點，使得在FPGA上搭建多處理器系統更有優(yōu)勢。這種多處理器系統稱之為片上可編程多處理器系統（MPSoPC）。但是傳統的基于總線結構的MPSoPC系統具有很多缺點，制約了多處理器系統的

2、性能。2001年W.J.Dally等研究人員將計算機網絡的思想應用到芯片上，提出了片上網絡（NoC）這種全新的片上互聯架構，通過片上網絡中的路由器來連接芯片上的各個模塊。片上網絡思想的提出彌補了傳統總線通信結構的缺點，滿足了片上多處理器中各處理模塊間的高帶寬以及低延時的通信需求。
　　本文針對片上網絡以及MPSoPC進行了研究和設計，做了以下四方面的工作：（1）MPSoPC中片上網絡的設計：本文提出了一種基于空分復用（SDM）的片

3、上網絡設計方法，主要包括路由器、網絡接口、控制單元以及片上網絡IP核設計。（2）片上網絡的仿真測試：本文對片上網絡的各個模塊進行仿真與綜合，測試片上網絡的各個模塊，給出了各模塊的仿真波形與綜合后的RTL級電路圖。（3）基于片上網絡IP核的MPSoPC系統設計：本文設計了一款基于片上網絡通信架構的多處理器系統，該系統包括了四個MicroBlaze處理器軟核。通過對處理器以及片上網絡IP核進行連接、配置、編程，最終形成了一個可測試的MPSo

4、PC系統，并且在Xilinx的Virtex-5 XC5VLX110T FPGA開發(fā)板上得到了驗證。（4）片上網絡的性能評估：本文從面積、功耗、資源利用情況、吞吐量以及系統延時等方面對設計的片上網絡的性能進行了評估,性能評估是在基于FPGA的多處理器系統中而不是在仿真軟件中進行的，結果更加準確。
　　在對片上網絡以及MPSoPC進行測試之后，測試結果證明本文設計的片上網絡的功能正確，而且MPSoPC在片上網絡的架構下也能夠有效地工作