家庭网络核心SoC平台——IRL系统的设计与实现

摘要

IRL是当前嵌入式系统倡导的一种新的设计理念，其核心是通过Internet对远程设备的硬件进行升级、重构、调试和监控。IRL技术的出现，使远程升级和维护硬件成为可能，基于该技术的可升级设备的需求正在飞速增长。在“863”课题——家庭网络核心SoC平台中，IRL是要实现的重要目标之一，即让该平台具有远程重构的功能。本文在对现有的IRL实现方案进行分析的基础上，提出了一种新的解决方案——基于设备动态加载的软件配置方案。该方案将IRL系统划分为四个模块：配置逻辑生成模块、服务器到目标设备的配置文件下载模块、实现FPGA映像装载的设备驱动模块以及实现FPGA映像快速装载的验证程序。在课题组自主开发的嵌入式实时可再配置操作系统的支持下，该系统可实现对可重构硬件的远程再配置。与现有的IRL实现方案相比，本方案具有配置速度快、硬件成本低、FPGA驱动模块可动态加载等优点，可满足当前对远程硬件升级的要求。

目录

文摘

英文文摘

第一章引言

1.1选题的背景与研究意义

1.2国内外研究动态

第二章IRL技术概述

2.1基本概念

2.1.1 IRL

2.1.2 FPGA

2.2 FPGA的两种配置方式

2.2.1基于专用配置芯片的系统配置技术

2.2.2基于嵌入式处理器的配置技术

2.3 IRL系统的基本组成

2.4 IRL系统实例

2.4.1基于8位单片机的IRL实现

2.4.2基于32位微处理器的IRL实现

2.4.3 Xilinx公司的PAVE解决方案

2.5实现IRL时的问题

第三章IRL系统设计方案

3.1硬件系统

3.2软件系统

3.3本实现方案的优点

3.4本方案中采用微处理器配置方式的优点

第四章支持IRL的嵌入式实时可再配置操作系统

4.1系统主要功能

4.2系统主要模块概述

4.2.1进程管理

4.2.2内存管理

4.2.3设备管理

4.3操作系统的再配置功能

4.4动态模块化设备管理的实现

4.4.1设备管理的两种实现方式

4.4.2动态加载方式的具体实现

第五章IRL系统的实现与测试

5.1配置逻辑生成模块的具体实现

5.1.1配置文件的格式与生成

5.1.2 SVF文件的解析

5.2配置文件下载模块的具体实现

5.3 FPGA配置过程的具体实现

5.3.1配置过程的实现

5.3.2驱动模块的实现

5.3.3驱动程序模块的编译

5.4 IRL系统的测试

5.5 IRL系统运行界面

第六章总结与展望

6.1存在的问题

6.2改进方案

参考文献

致谢

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