基于FPGA的可編程技術的應用.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、隨著微電子技術和計算機技術的迅猛發(fā)展,尤其是現(xiàn)場可編程器件的出現(xiàn),為滿足實時處理系統(tǒng)的要求,誕生了一種新穎靈活的技術——可重構技術。它采用實時電路重構技術,在運行時根據需要,動態(tài)改變系統(tǒng)的電路結構,從而使系統(tǒng)既有硬件優(yōu)化所能達到的高速度和高效率,又能像軟件那樣靈活可變,易于升級,從而形成可重構系統(tǒng)??芍貥嬒到y(tǒng)的關鍵在于電路結構可以動態(tài)改變,這就需要有合適的可編程邏輯器件作為系統(tǒng)的核心部件來實現(xiàn)這一功能。 論文利用可重構技術和“F

2、D-ARM7TDMLCSOC”實驗板的可編程資源實現(xiàn)了一個8位微程序控制的“實驗CPU”,將“實驗CPU”與實驗板上的ARMCPU構成雙內核CPU系統(tǒng),并對雙內核CPU系統(tǒng)的工作方式和體系結構進行了初步研究。 首先,文章研究了8位微程序控制CPU的開發(fā)實現(xiàn)。通過設計實驗CPU的系統(tǒng)邏輯圖,來確定該CPU的指令系統(tǒng),并給出指令的執(zhí)行流程以及指令編碼。“實驗CPU”采用的是微程序控制器的方式來進行控制,因此進行了微程序控制器的設計,

3、即微指令編碼的設計和微程序編碼的設計。為利用可編程資源實現(xiàn)該“實驗CPU”,需對“實驗CPU”進行VHDL描述。 其次,文章進行了“實驗CPU”綜合下載與開發(fā)。文章中使用“Synplicity733”作為綜合工具和“Fastchip3.0”作為開發(fā)工具。將“實驗CPU”的VHDL描述進行綜合以及下載,與實驗箱上的ARMCPU構成雙內核CPU,實現(xiàn)了基于可重構技術的雙內核CPU的系統(tǒng)。根據實驗板的具體環(huán)境,文章對雙內核CPU系統(tǒng)存

4、在的關鍵問題,如“實驗CPU”的內存讀寫問題、微程序控制器的實現(xiàn),以及“實驗CPU'’框架等進行了改進,并通過在開發(fā)工具中添加控制模塊和驅動程序來實現(xiàn)系統(tǒng)工作方式的控制。 最后,文章對雙核CPU系統(tǒng)進行了功能分析。經分析,該系統(tǒng)中兩個CPU內核均可正常運行指令、執(zhí)行任務。利用實驗板上的ARMCPU監(jiān)視用“實驗CPU”的工作情況,如模擬“實驗CPU”的內存,實現(xiàn)機器碼運行,通過串行口發(fā)送的指令來完成單步運行、連續(xù)運行、停止、“實驗

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