與CPU松耦合的外圍電路設(shè)計模式研究.pdf

1、本文的研究內(nèi)容是與CPU松耦合的外圍電路設(shè)計模式的原理和實現(xiàn)。其目的在于針對傳統(tǒng)電子系統(tǒng)設(shè)計中以CPU為核心的緊耦合模式帶來的CPU性能瓶頸和軟硬件設(shè)計相關(guān)性問題，提出一種新的外圍電路設(shè)計模式，以應(yīng)對日益增長的外設(shè)應(yīng)用，提升系統(tǒng)的性能，降低系統(tǒng)成本。 這種與CPU松耦合的外圍電路設(shè)計模式是在可編程邏輯技術(shù)的基礎(chǔ)上建立起來的。本文通過可編程邏輯技術(shù)研究、與CPU松耦合的外圍電路設(shè)計模式理論研究、工程案例實現(xiàn)三步對這一設(shè)計思想的原理

2、和實現(xiàn)進(jìn)行了詳細(xì)的描述。 首先，文章對可編程邏輯技術(shù)的成果進(jìn)行了研究和總結(jié)，重點對可編程邏輯技術(shù)的原理、HDL語言的現(xiàn)狀和PLD配置下載技術(shù)進(jìn)行了闡述。 然后，文章全面展開了與CPU松耦合的外圍電路設(shè)計模式的理論分析和技術(shù)研究。通過對外圍電路概念和作用的分析，文章從理論上確立了外圍電路和CPU核心電路的劃分意義及各自的設(shè)計目標(biāo)。隨后文章總結(jié)了傳統(tǒng)緊耦合設(shè)計模式的特點，指出緊耦合模式下外圍電路與CPU的過于緊密的耦合結(jié)構(gòu)使

3、得整個系統(tǒng)從硬件結(jié)構(gòu)、業(yè)務(wù)承載、設(shè)計開發(fā)到軟硬件協(xié)同等各方面的性能都受到牽制，最終導(dǎo)致了系統(tǒng)整體性能的低下。針對緊耦合模式的這一原理性缺陷，文章提出了解決方案——與CPU松耦合的外圍電路設(shè)計模式。通過在CPU和外圍硬件電路之間引入一個可編程邏輯層，可以最大限度地降低外圍電路和CPU之間的耦合度和依賴關(guān)系，提高系統(tǒng)的并發(fā)度和處理效率，實現(xiàn)業(yè)務(wù)的層次化處理，從而消除CPU的性能瓶頸，降低軟硬件設(shè)計和協(xié)同的復(fù)雜度。文中對實現(xiàn)松耦合設(shè)計模式的三

4、項關(guān)鍵技術(shù)逐項進(jìn)行了介紹，并展開了理論分析和比較總結(jié)。在理論研究的末尾，文章從原理上比較得出了與CPU松耦合的外圍電路設(shè)計模式相對于傳統(tǒng)緊耦合設(shè)計模式的七大優(yōu)點。 最后，文章采用一系列工程實踐中的實際案例對松耦合模式進(jìn)行了驗證。通過同一實例的緊耦合模式實現(xiàn)方案和松耦合模式實現(xiàn)方案的比較，從硬件設(shè)計和軟件設(shè)計，靜態(tài)性能和動態(tài)性能，電路層面和業(yè)務(wù)層面多個方面，全方位地展示了松耦合模式相對于傳統(tǒng)緊耦合設(shè)計模式在外圍電路設(shè)計上的明顯優(yōu)勢