基于FPGA的SPARC多核结构设计与实现及并行算法研究

发布时间：2021-05-12 04:09

　　目前嵌入式系统已经广泛应用在航天、航空、工业机器人、系统控制等领域,然而,海量数据处理对嵌入式计算系统提出了更高的要求。为了开发更高性能的嵌入式系统,并行计算成为提高嵌入式系统的计算速度和可靠程度的有效手段。本文首先深入的研究了GRLIB IP库的体系结构,开发流程和LEON3处理器的特点,GRLIB IP库是一套符合GPL标准的免费、开源、可重复使用的IP软核库。GRLIB IP库具有高度的可配置性、可扩展性、可移植性和兼容性;其次本文分析了eCos操作系统的体系结构,eCos是一种开放源代码软件,完全免费,无版权限制嵌入式可配置实时操作系统。它支持对称多处理器（SMP）系统,在上面这些分析的基础上,本文的主要工作如下:（1）通过对GRLIB IP库和eCos操作系统的研究分析,提出了嵌入式多核平台的硬件层和软件层设计方案,并设计了嵌入式多核平台的开发流程。利用多核平台提高嵌入式系统的性能。（2）设计了针对嵌入式多核平台特点的并行算法,对Cannon矩阵乘法,快速傅立叶算法,一维离散小波变换进行并行化,并在嵌入式多核平台下进行测试。利用多线程机制提高多核平台的使用性能。（3）设计了基... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：58 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究的目的与意义
    1.2 课题背景
        1.2.1 SOC设计技术及现状
        1.2.2 国内外开放源代码处理器发展现状
        1.2.3 嵌入式操作系统概述
        1.2.4 并行算法编程模型
        1.2.5 DSP特点
        1.2.6 SMP结构特点
    1.3 论文的主要内容
第2章 嵌入式多核结构分析
    2.1 GRLIB概述
    2.2 GRLIB IP库开发流程
    2.3 LEON系列处理器结构
        2.3.1 LEON特点
        2.3.2 LEON的可配置性
        2.3.3 LEON编码风格
        2.3.4 LEON应用
    2.4 eCos体系结构分析
        2.4.1 eCos层次结构
        2.4.2 eCos的源码体系结构
        2.4.3 eCos的内核分析
    2.5 本章小结
第3章 嵌入式多核平台的设计
    3.1 LEON3 多核平台设计
        3.1.1 硬件层设计
        3.1.2 软件层设计
    3.2 LEON3 多核平台实现
        3.2.1 eCos嵌入式操作系统的移植
        3.2.2 GRLIB IP库的配置
        3.2.3 FPGA实现
        3.2.4 系统验证
    3.3 本章小结
第4章 嵌入式多核平台验证算法研究与实现
    4.1 引言
    4.2 验证平台的并行算法设计
        4.2.1 Cannon算法的并行实现
        4.2.2 快速傅立叶运算的并行实现
        4.2.3 一维小波变换运算的并行实现
    4.3 验证平台的并行算法测试
        4.3.1 实验平台
        4.3.2 评测方法
        4.3.3 测试结果分析
    4.4 多核异构结构设计
    4.5 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢



本文编号：3182701