检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：李小龙中国科学院大学

学位级别：硕士

如今世界处于一个数据爆炸式增长的时代，存在面向大数据，云计算，人工智能等海量数据的处理应用，如何有效利用现有系统硬件资源以实现其高效处理，快速灵活地适应各种复杂处理任务需求是当前亟待解决的问题。面向通用计算的处理器能... 详细信息

如今世界处于一个数据爆炸式增长的时代，存在面向大数据，云计算，人工智能等海量数据的处理应用，如何有效利用现有系统硬件资源以实现其高效处理，快速灵活地适应各种复杂处理任务需求是当前亟待解决的问题。面向通用计算的处理器能够根据不同任务特点灵活地完成处理，但是其处理速度有限;专用集成电路虽然具有快速高效的性能，却不能根据复杂任务作出灵活的改变。　　基于FPGA可重构技术在处理海量数据的具有巨大优势，这种新型的计算模式不仅拥有硬件高速并行执行能力，而且还兼具软件的灵活性，通过调度不同的任务可实现更加复杂的功能。现如今，基于FPGA可重构技术已成为人们的研究热点之一。自研FPGA芯片迫切需要实现可重构技术，本文深入研究基于Virtex5的局部动态自重构框架以及关键技术，为实现自研FPGA在可重构技术上提供了一定的参考意义。重构控制器IP是实现自重构功能的关键模块，在研究基于Virtex5局部动态自重构的基础上，设计了符合自研FPGA芯片的重构控制器IP核。同时搭建了UVM验证平台，对重构控制器IP核进行全方位的验证。　　本课题研究基于Xilinx Virtex5 FPGA硬件平台，深入地研究了FPGA的结构、配置原理等相关资料，利用Xilinx公司提供的相应配套开发工具，设计了一款基于单PLB总线的局部动态自重构硬件系统框架。利用黑盒技术设计了重构IP核模块，经过标准的流程实现局部动态自重构系统的搭建。同时设计了一套基于MicroBlaze软核处理器实现动态自重构功能的软件控制流程。采用软硬件协同的设计思想，利用人机交互向超级终端传递命令，在MicroBlaze处理器的控制下，通过加载不同的重构比特流文件对FPGA芯片配置，成功实现了局部动态自重构功能，为自研FPGA芯片提供了基础研究，在自研FPGA芯片的可重构技术奠定了技术支持。　　基于Virtex5 FPGA芯片的局部动态自重构系统，HWICAP控制器是实现自重构的关键模块，其为FPGA芯片提供内部配置访问端口，FPGA芯片通过这个端口可以进行自我配置和回读功能。通过研究HWICAP在重构以及回读的过程中的工作原理和运行机制。参考HWICAP控制器基础上，为自研FPGA设计一个重构控制器IP核，满足自研FPGA实现自重构功能。本文设计的重构控制器IP核其位于自研FPGA芯片内部，可通过内部配置访问端口直接访问配置控制器，自研FPGA芯片通过重构控制器IP核实现自重构功能。本文设计的重构控制器IP核时钟频率可达235.516MHz，能够满足自研FPGA芯片高速处理数据的需求。　　为了验证重构控制器IP核功能的正确性，实现自研FPGA芯片正确完成自重构功能，结合自研FPGA芯片中的配置控制器模块，采用了基于SystemVerilog语言的UVM验证方法学，制定了详细的验证计划。针对重构控制器与配置控制器部分模块整体框架，根据验证需求搭建了一个UVM验证平台，进行了带有约束的随机测试方法，经过收集代码覆盖率与功能覆盖率来衡量整体的验证进度。最终的实验结果显示代码覆盖率为99.06％，功能覆盖率为100％。

关键词：动态自重构系统重构控制器 IP核设计可重构技术单PLB总线 FPGA芯片

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一种动态部分可重构开发运行环境

引用

高性能计算技术 2013年第3期 53-58页

作者：李达哲高红光吴东江南计算技术研究所无锡214000

近年来,动态部分可重构技术逐步成为工程师们的研究热点,基于此技术的动态自重构系统具有更快速和更灵活的重构能力,是未来可重构系统的重要发展趋势.但是,对于其开发运行环境的研究还不能适应其应用推广的需求.本文在详细分析动态自重... 详细信息

近年来,动态部分可重构技术逐步成为工程师们的研究热点,基于此技术的动态自重构系统具有更快速和更灵活的重构能力,是未来可重构系统的重要发展趋势.但是,对于其开发运行环境的研究还不能适应其应用推广的需求.本文在详细分析动态自重构系统的基础上提出了一种基于脚本语言的自动化程度高的方案,能够实现动态自重构系统的动态部分可重构开发运行环境,最后通过实例验证其可行性.

关键词：脚本语言动态自重构系统动态部分可重构

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