基于SOPC的嵌入式系统架构及应用验证

发布时间：2017-10-26 20:17

  本文关键词：基于SOPC的嵌入式系统架构及应用验证

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【摘要】：可编程片上系统SOPC(System on a Programmable Chip)由于其灵活的设计方法,开发周期短、以及软硬件可编程、可裁剪、可扩充、可升级的特点已经得到越来越广泛的应用。 传统的设计多基于单片机、ARM开发板、DSP进行嵌入式单核和多核系统的设计,因对信息处理的数量以及实时性要求越来越高,传统的设计方法已经不能满足现代的需求。通过FPGA开发板进行基于SOPC嵌入式多核系统设计,具有可靠性高、设计周期短、实时性高和测试验证方便的优点,可以有效解决大量数据处理和传输以及软硬件协同等问题。 本文基于Xilinx开发平台在搭建一个单核系统的基础上,利用MicroBlaze软核处理器搭建多核系统并设置Led、Dip以及中断器和定时器等外设,实现基于SOPC的多核硬件系统的构建,并利用所实现的SOPC多核硬件系统进行软件开发,以测试所构建的硬件系统。开发内容主要包括：驱动开发板上的LED灯自动及手动显示、驱动Dip外设接收按键信息并在超级终端显示、编写核间通信程序并实现MicroBlaze核间通信。 研究结果表明利用SOPC平台可以快速构建软硬件可裁剪的计算机系统,并进行硬件优化的软件开发,为计算机多核体系结构的开发提供短周期、实时的验证环境,并使得嵌入式应用开发具有最小成本的硬件配置。因而基于SOPC的软硬件协同设计具有广泛的应用前景。
【关键词】：SOPC 多核系统 软硬件协同设计 MicroBlaze
【学位授予单位】：内蒙古大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP368.1
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 图表目录8-10
• 第一章 绪论10-17
• 1.1 课题研究的背景10-11
• 1.2 研究的现状和发展趋势11-14
• 1.2.1 片上多核处理器11-13
• 1.2.2 基于SOPC软硬件协同设计13-14
• 1.3 论文研究的内容14-15
• 1.4 论文的章节安排15-17
• 第二章 SOPC技术概述17-26
• 2.1 SOPC技术17-19
• 2.1.1 SOPC的优化技术18-19
• 2.1.2 SOPC技术的特点19
• 2.2 MicroBlaze软处理器核19-24
• 2.2.1 MicroBlaze体系结构19-20
• 2.2.2 处理器的外部接口20-21
• 2.2.3 MicroBlaze的流水线结构21
• 2.2.4 MicroBlaze的缓存机制和MMU21-22
• 2.2.5 MicroBlaze的总线机制22-24
• 2.3 其他处理器24-25
• 2.3.1 PowerPC硬核处理器24-25
• 2.3.2 NoisΠ软核处理器25
• 2.4 本章小结25-26
• 第三章 硬件多核系统的构建26-37
• 3.1 开发平台26-29
• 3.1.1 硬件平台26-27
• 3.1.2 软件开发平台27-29
• 3.2 硬件系统构建29-35
• 3.2.1 搭建单核系统29-32
• 3.2.2 在硬件设计中添加P32-35
• 3.3 工程的目录结构35-36
• 3.3.1 生成的文件夹35-36
• 3.3.2 生成的文件36
• 3.4 本章小结36-37
• 第四章 软件应用开发与软硬件协同设计验证37-49
• 4.1 软件应用开发37-42
• 4.1.1 驱动代码的设计37-39
• 4.1.2 生成的链接脚本文件39
• 4.1.3 单核系统软件开发39-42
• 4.1.4 多核系统核间通信设计实现42
• 4.2 下载比特流并配置FPGA42-44
• 4.2.1 iMPACT软件介绍42-43
• 4.2.2 基于Boundary Scan的配置模式43-44
• 4.3 软硬件协同设计及验证44-48
• 4.3.1 软件应用调试44-45
• 4.3.2 软硬件协同设计验证45-48
• 4.4 本章小结48-49
• 第五章 工作总结与展望49-51
• 5.1 工作总结49-50
• 5.2 工作展望50-51
• 参考文献51-54
• 致谢54

【参考文献】

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本文编号：1100280