基于AMD APU的终端系统的设计与实现

发布时间：2017-05-19 13:03

  本文关键词：基于AMD APU的终端系统的设计与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：信息技术的高速发展已经成为第三次科技革命的重要助力,在很大程度上改变了我们的生活。信息技术发展至今,正在向着高速化、微型化、人性化的方向前进,但也存在着诸如技术垄断、价格门槛高、技术资源浪费等问题。山东大学信息科学与工程学院的WMCT在研究信息技术发展趋势的基础上,针对上述问题,提出了“中国虹计算机+宽带网+云计算服务器”的新型信息化模式,并取得了阶段性成果。WMCT团队已经得到了两个山东省自主创新成果转化重大专项及多个横向项目的支持,本文课题来源于与AMD公司合作的横向项目“基于AMD CPU的嵌入式终端设计”。 现在作为信息系统客户端的主要是基于传统Wintel网络架构的PC机。主流的PC机正面临病毒攻击、存储和计算资源浪费、软硬件技术被国外垄断等问题。中国虹计算机的主要设计特点是低成本、低功耗、高可靠、高安全性、高资源利用率、终端易维护、系统易使用。根据这一目标,WMCT团队已经设计出了ARM架构的运行LINUX和Android系统的两代终端,这个项目的主要目的是设计一款新的基于AMD APU X86架构的嵌入式终端,作为中国虹计算机系列产品的高性能版本,同时引入Windows等桌面级操作系统,研究基于X86的桌面级应用,提高中国虹计算机的应对不同需求和应用场景的可适用性。 本论文的主要研究内容如下： 1.研究Candence系列软件的原理图及PCB板设计方法,主要包括原理图裁剪、原理图的正确性验证、PCB导入、封装制作、PCB的基本布局布线、电磁干扰的考量、电源层的分割等一整套的高速电路板设计方法,设计基于AMD APU的嵌入式终端原理图及PCB板。 2.研究AMD APU支持的异构计算技术,主要是OpenCL技术。研究基于OpenCL加速的矩阵乘法运算加速以及图像修复应用加速。 3.研究基于X86架构的安卓操作系统的移植安装。本文针对目前X86安卓系统的发展现状,研究了基于虚拟机和硬件安装的两种安卓系统运行方式。 本论文在“基于AMD CPU的嵌入式终端设计”的项目支持下,通过与AMD公司的密切合作,现已经完成初版PCB的设计工作并进行了贴片生产,并交于AMD公司测试,后续的软件开发工作在同等性能的X86终端上同步进行中。
【关键词】：嵌入式终端 高速PCB OpenCL算法加速 异构计算 X86安卓系统
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP368.1
【目录】：

• 中文摘要10-12
• ABSTRACT12-14
• 符号说明14-15
• 第一章 绪论15-18
• 1.1 研究背景15-16
• 1.2 终端设计概述16-17
• 1.2.1 终端硬件系统设计16
• 1.2.2 终端软件系统设计16-17
• 1.3 论文的组织结构17-18
• 第二章 终端整体方案设计18-39
• 2.1 产品设计需求18-20
• 2.2 硬件设计方案20-32
• 2.2.1 原理图设计20-24
• 2.2.1.1 元器件库的添加及元器件绘制21-22
• 2.2.1.2 元器件的放置22-23
• 2.2.1.3 元器件的电气连接23
• 2.2.1.4 原理图绘制的其他操作23
• 2.2.1.5 原理图检查23-24
• 2.2.1.6 生成网表和元器件清单24
• 2.2.2 PCB设计24-30
• 2.2.2.1 Layout准备及封装库的制作25-26
• 2.2.2.2 PCB布局26-27
• 2.2.2.3 PCB布线及过孔的添加27-29
• 2.2.2.4 覆铜及电源分割29-30
• 2.2.2.5 其他30
• 2.2.3 设计验证及生产30-32
• 2.3 软件设计方案32-39
• 2.3.1 操作系统32-34
• 2.3.1.1 windows操作系统32-33
• 2.3.1.2 Ubuntu操作系统33
• 2.3.1.3 安卓操作系统33-34
• 2.3.2 特色应用的开OpenCL技术34-39
• 2.3.2.1 AMD APU架构34-35
• 2.3.2.2 OpenCL技术35-39
• 第三章 终端硬件系统设计—APU核心扩展模块39-52
• 3.1 APU核心模块39-41
• 3.1.1 APU核心模块39-40
• 3.1.2 FCH扩展模块40-41
• 3.2 HDMI高清显示模块41-44
• 3.2.1 模块功能概述41-42
• 3.2.2 PCB设计42-44
• 3.3 电源模块44-48
• 3.3.1 模块功能概述44-45
• 3.3.2 电源完整性分析45-47
• 3.3.2.1 去偶电容的放置45-46
• 3.3.2.2 电源回路的设计46-47
• 3.3.3 PCB设计47-48
• 3.4 SATA模块48-50
• 3.4.1 模块功能概述48-49
• 3.4.2 PCB设计49-50
• 3.5 JTAG模块50-52
• 3.5.1 模块功能概述50-51
• 3.5.2 PCB设计51-52
• 第四章 终端软件系统设计52-67
• 4.1 基于OpenCL的矩阵乘法加速52-62
• 4.1.1 串行程序分析52
• 4.1.2 优化分析52-53
• 4.1.3 OpenCL异构实现53-59
• 4.1.3.1 关键内核函数53-54
• 4.1.3.2 查询平台,获取设备信息54-56
• 4.1.3.3 创建上下文和命令队列56
• 4.1.3.4 分配内存空间56-57
• 4.1.3.5 kernel的编译和执行57-58
• 4.1.3.6 运行结果的拷贝58-59
• 4.1.4 深度优化59-61
• 4.1.4.1 OpenCL的存储结构59-60
• 4.1.4.2 OpenCL程序优化思路60-61
• 4.1.5 程序运行结果61-62
• 4.2 基于OpenCL的图像修复应用62-67
• 4.2.1 OpenCL异构加速62-63
• 4.2.2 MFC界面编程63-65
• 4.2.3 运行结果分析65-67
• 第五章 基于X86架构的安卓系统67-80
• 5.1 技术背景67-71
• 5.1.1 ARM架构和X86架构67-69
• 5.1.2 处理器指令集69-70
• 5.1.3 X86安卓系统的实现原理70
• 5.1.4 性能分析70-71
• 5.2 X86架构上的的安卓系统开发71-77
• 5.2.1 基于虚拟机的运行72-74
• 5.2.1.1 虚拟机软件VirtualBox72
• 5.2.1.2 虚拟机设置72-74
• 5.2.2 基于硬件安装的直接运行74-77
• 5.3 系统性能比较77-80
• 第六章 总结与展望80-82
• 参考文献82-87
• 致谢87-88
• 硕士学位期间科研成果和参加的项目88-89
• 学位论文评阅及答辩情况表89

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 张海涛 ,杨培生;高速电路的板层设计[J];今日电子;2003年09期

2 闫静纯;李涛;苏浩航;;高速高密度PCB电源完整性分析[J];电子器件;2012年03期

3 张海龙;去耦电容在高速PCB中的应用[J];电子质量;2004年09期

4 张小行;;去耦电容在PCB中的应用[J];山西电子技术;2007年02期

  本文关键词：基于AMD APU的终端系统的设计与实现，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：378745