基于SOPC的可穿戴机多处理器设计

发布时间：2021-08-04 12:26

　　介绍了采用SOPC技术来设计一个共享资源的可穿戴计算机三处理器系统,主处理器主要负责操作系统和应用软件的运行,网络处理器主要负责进行报文处理,DSP处理器主要负责对视频图像数据进行处理.阐述了基于Nios Ⅱ和FPGA的多处理器系统的实现机制,讨论利用硬件互斥核实现多处理器资源共享的方法,并给出硬件设计的具体步骤以及软件设计、调试方法和关键技术.介绍了网络处理器Nios Ⅱ的结构特点和自定义指令以及基于Nios Ⅱ软核处理器的网络处理器转发软件的设计方法和基于视频图像处理的DSP处理器的设计方法.经验证,采用此技术设计的三处理器系统很好地适应了可穿戴计算机微小型化和低功耗的设计要求. 

【文章来源】：哈尔滨商业大学学报(自然科学版). 2009,25(03)

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

N ios II系统结构图

理器、共享片上存储器的Nios II系统.本设计中具体可穿戴计算机多处理器的设计框图及各个处理器的任务划分如图2所示·图2　可穿戴计算机多处理器设计框图及各个处理器任务划分结构图三处理器系统的任务划分如下:主处理器主要负责操作系统的运行和应用软件的运行,网络处理器[5]主要负责进行报文处理, DSP处理器[6]主要负责对视频图像数据进行处理.根据需求选择了Altera公司开发的NIOS嵌入式处理器软核.使用SOPC Builder工具来实现整个系统的建立.多个Nios II处理器能够有效地共享系统资源.2. 1　Nios II多处理器系统的设计2. 1. 1　Nios II多处理器系统硬件设计本设计采用共享资源的多处理器系统.资源共享是多处理器系统的强大功能,但必须仔细考虑所要共享的资源,以及不同处理器如何使用共享资源.1)基于硬件互斥核的共享资源管理该可穿戴计算机中多处理器的设计为共享片上存储器的多处理器系统.如果存储器中包含不只一个处理器的程序代码,那么每个处理器需要有不同的存储地址.对于程序空间,处理器不能共享存储器的同一区域.如果共享数据存储器,则存储器的数据需要从端口与共享存储器的处理器的数据主端口连接.多处理器之间共享数据存储器比共享指令存储器困难

④去除在message_ buffer_ram和cpu1指令主端口之间的缺省连接.完成以上操作后,系统配置如图3所示·图3　多处理器系统　　最后,为3个CPU设置复位和异常地址,创建和编译系统,并下载FPGA的设计文件. sof文件到开发板.2. 1. 2　Nios II多处理器系统软件

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Nios Ⅱ的高速图像采集系统的设计[J]. 袁海林.  电子器件. 2007(04)
[2]基于NiosII的SOPC多处理器系统设计方法[J]. 李兰英,李霄燕.  单片机与嵌入式系统应用. 2007(03)
[3]一种基于DSP和FPGA的图像处理系统[J]. 刘洲峰,郭振铎,欧阳诚梓.  现代电子技术. 2007(04)
[4]利用NIOS Ⅱ自定义指令实现高速DSP[J]. 高旭东,陈金鹰,叶舒亚.  技术与市场. 2006(12)
[5]基于NiosⅡ的网络处理器转发软件设计与实现[J]. 刘需鸽,张晓明,唐玉华.  计算机应用研究. 2006(05)

硕士论文
[1]可穿戴计算平台结构设计与实现研究[D]. 王安文.陕西师范大学 2006



本文编号：3321695