基于FPGA的功能级可进化和NOC架构多核处理器系统的研究

摘要

本文研究了基于FPGA的新技术和新应用。研究内容可以分为两部分,一是基于FPGA的功能级可进化硬件,一是基于FPGA阵列的NOC架构多核处理器系统。
　　本文在功能级可进化研究方向,主要工作有两项。一是提出并验证一种适用于可进化电路中可配置部分的新型结构CCN(configurable circuit network)。这种结构将功能运算单元以Benes拓扑结构互联,取代现有的MUX加功能运算单元的结构,使其具有更多条输出路径,从而使更多运算单元参与到了进化中,在提高进化效率同时还节省了资源。本文用此结构设计了一种新型的可进化滤波器。二是提出了将功能级可进化与FPGA相结合的设计思想和设计模型SRM(Slice-based Reconfigurable Model)。这种模型的特点在于它将虚拟可重构电路(VRC,virtual recortfigurable circuit)模型与FPGA底层位流的进化模型相结合,利用了FPGA可重构技术节省资源的特性,并且还兼顾了VRC模型中基因配置码少、算法负担小的优点。本文通过综合和建模滤波试验对其进行了验证。
　　本文在基于NOC架构的多核处理器系统研究方向,通过研究NOC中的数据格式、路由结构及算法、网络资源接口等等,将基于NOC的多核架构在由alterastratix Ⅱ组成的阵列上加以实现。接下来,本文通过加入SD卡及其驱动、FAT文件系统、网卡驱动和TCP/IP协议以及基于MicroOSⅡ的服务程序,在此系统上实现了一个视频点播系统,对此NOC多核架构进行了验证。