基于FPGA的硬件任務動態(tài)可重配置操作系統的設計與實現.pdf

1、隨著計算機技術的不斷進步，傳統的處理器架構和解決方案已經不再能夠滿足未來應用的需求，多處理器及多核系統已成為了人們不得不選擇的方向。近年來，隨著FPGA器件的快速發(fā)展，基于該器件的可重配置技術和理論的不斷突破又為復雜嵌入式應用提供了一條新的實現途經。
　　 傳統上，CPU以外的計算資源都是被作為系統中的I/O設備或者協處理器來管理的?；贔PGA的動態(tài)可重配置技術的出現，使得可重配置計算器件可以成為系統中與CPU并列的計算資源，

2、并能更好的發(fā)揮硬件在解決計算密集型任務時的優(yōu)勢。然而，傳統的設計思想限制了可重配置技術的廣泛應用。為此，國內外的相關研究人員先后提出了采用硬件任務模型管理FPGA的方法，以克服FPGA作為系統計算資源的應用局限。
　　 本文分別從系統原理和實現手段這兩個方面對設計軟、硬件任務混合平臺操作系統進行了深入研究，比較了不同設計方案的優(yōu)勢與不足，提出了支持硬件任務動態(tài)調度的操作系統設計方案。出于兼容性和可擴展性的考慮，本研究分別選擇了X

3、ilinx Virtex系列芯片和Linux操作系統作為硬件平臺和軟件平臺，前者是世界最大的FPGA芯片制造商，后者是最廣泛使用的類Unix操作系統。在實現示例中，通過對Linux操作系統的修改，使得在用戶空間上達到了透明操作硬件任務的目的，并且可以實現硬件任務的在線可重配置。
　　 論文最后部分對整體思路進行了總結，指出本文系統所取得的進展，同時指出了所開發(fā)系統的不足之處，并對可能的改進方向和下一步的研究進行了展望。