基于SOPC技术的多核处理器的设计与实现

发布时间：2021-08-14 04:40

　　随着多核处理器应用的普及,多核技术的发展越来越受到人们的关注。如何进行多处理器系统结构设计,以充分提高计算机性能是一个值得深入研究和探索的课题。尽管目前已经有很多商用的多核处理器,但是尚没有一个开放的多核处理器硬件平台可供研究使用。本文旨在设计并实现了一个对称双核处理器,作为进一步研究多处理器系统结构和相关技术的基础硬件平台。其主要有3部分组成:单核处理器、共享Cache以及多核间数据和指令总线。多核处理器使用多个处理器核心来完成任务,整体上提高了性能,解决了单核处理能力提升受到制约的瓶颈。本文构建的单核结构简单,有利于多核处理器的设计和实现。本文通过对OpenRisc系列OR1200软核处理器以及其总线接口Wishbone总线的深入研究,首先对OR1200软核处理器的结构进行简化和修改,构建了一个单核。然后分析软核处理器的缓存模块,设计实现了共享缓存模块。接着参考Wishbone总线设计思想进行多核间数据和指令总线的设计和实现。最后根据对称多处理器结构,完成了双核处理器的构建。本文使用软件仿真的方式对所设计的双核处理器进行了功能验证。首先对多核间数据和指令总线进行功能测试,通过时序图... 

【文章来源】：华东师范大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
论文摘要
ABSTRACT
第1章 引言
    1.1 研究背景
    1.2 研究现状
    1.3 论文主要研究工作及组织结构
    1.4 小结
第2章 多核处理器和SOPC技术
    2.1 多核处理器
    2.2 相关技术
    2.3 小结
第3章 开源软核处理器OpenRisc及Wishbone总线
    3.1 开源软核处理器研究现状
    3.2 OR1200软核处理器
    3.3 Wishbone总线
    3.4 OpenRisc参考验证平台ORP SOC
    3.5 小结
第4章 多核处理器的设计
    4.1 单核结构
    4.2 多核组织结构
    4.3 小结
第5章 多核处理器的实现
    5.1 单核的实现
    5.2 多核间数据和指令总线
    5.3 共享Cache的实现
    5.4 单核系统仿真测试
    5.5 双核处理器的实现
    5.6 小结
第6章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 本文的不足与展望
附录
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于共享总线的多处理器cache一致性的硬件实现[J]. 李均晓,张盛兵,沈绪榜.  计算机应用研究. 2008(06)
[2]单片多处理器的研究[J]. 史莉雯,樊晓桠,张盛兵.  计算机应用研究. 2007(09)
[3]多核处理器的结构设计研究[J]. 何军,王飙.  计算机工程. 2007(16)
[4]共享多端口数据Cache结构:SMPDCA[J]. 黄光奇,李子木,周兴铭,窦勇.  计算机学报. 2001(12)

硕士论文
[1]X微处理器可编程中断控制系统的设计与验证[D]. 丁一.国防科学技术大学 2004



本文编号：3341789