多形態(tài)處理器架構(gòu)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf_第1頁(yè)
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1、隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的日新月異,片上系統(tǒng)的設(shè)計(jì)成為了嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要方向,而嵌入式微處理器作為嵌入式片上系統(tǒng)的核心,其重要性不言而喻。多形態(tài)處理器是一種專門面向大規(guī)模數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域的高性能處理器,兼具可重構(gòu)性和并行性的特點(diǎn)。相比較于傳統(tǒng)的高性能處理器,多形態(tài)處理器具有以下三點(diǎn)優(yōu)勢(shì):(一)多形態(tài)的硬件結(jié)構(gòu)是基于tile的同構(gòu)架構(gòu),使得系統(tǒng)可以通過(guò)簡(jiǎn)單地添加片結(jié)構(gòu)來(lái)擴(kuò)大設(shè)計(jì)規(guī)模;(二)可以在時(shí)間和空間二維結(jié)構(gòu)上進(jìn)行動(dòng)態(tài)重構(gòu),更顯系統(tǒng)

2、靈活性與實(shí)時(shí)性;(三)采用全局存儲(chǔ)器和本地存儲(chǔ)器并存的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu),使得系統(tǒng)可以按照需求構(gòu)成MIMD體系結(jié)構(gòu)。
  本文圍繞多形態(tài)處理器做了兩方面的工作:一是多形態(tài)處理器架構(gòu)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),二是2D-DCT和SAD算法驗(yàn)證與多形態(tài)處理器的性能評(píng)價(jià)。首先在設(shè)計(jì)方面,本文研究并分析了可重構(gòu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),以并行計(jì)算作為根本研究目標(biāo),提出了多形態(tài)處理器架構(gòu)。在實(shí)現(xiàn)方面,本設(shè)計(jì)采用VerilogHDL語(yǔ)言完成系統(tǒng)模塊的RTL級(jí)設(shè)計(jì),以及指令集

3、的設(shè)計(jì)。在算法驗(yàn)證與性能評(píng)價(jià)階段,本文首先利用Modelsim仿真工具,對(duì)系統(tǒng)的處理單元、路由器網(wǎng)絡(luò)單元、單個(gè)tile單元和主控制單元進(jìn)行了功能仿真驗(yàn)證,為系統(tǒng)的良好運(yùn)行做好基礎(chǔ)工作。然后將算法進(jìn)行并行化處理,并在多形態(tài)處理器架構(gòu)上映射與運(yùn)行,將執(zhí)行的結(jié)果與同類的高性能處理器的運(yùn)行效果進(jìn)行了對(duì)比和分析。
  本文的所有設(shè)計(jì)、綜合都是在XilinxISE軟件上進(jìn)行的。設(shè)計(jì)是以XilinxXC5VLX110T為目標(biāo)芯片,以Virtex

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