基于RapidIO的高性能嵌入式实时处理平台的设计与实现

摘要

随着时代的进步和科技的发展，通用的处理芯片如FPGA、DSP、PowerPC等发展迅猛，然而由于高性能嵌入式实时处理平台是由FPGA、DSP、存储设备、IO等处理部件组成的综合化的系统，通过单独提高某个处理器的性能并不能满足整体性能的提升要求。例如以PCI、VME为代表的传统总线已经在一定程度上阻碍了嵌入式处理平台性能的提升，目前以串行RapidIO为代表的新的总线结构在一定程度上能够增大总线带宽和数据传输速率。因此，基于RapidIO的高性能嵌入式实时处理平台的研究就显得格外的重要了。
　　论文是针对某企业所承担的预研科研课题实现基于RapidIO嵌入式实时系统。论文首先简单的介绍了嵌入式处理平台研究的课题意义及国内外现状，其次详细分析嵌入式处理平台软硬件构架及软硬件的总体设计，硬件电路设计包含FPGA、DSP、PowerPC等高性能处理器，以及除串行RapidIO之外的CAN总线、RS485总线、光纤等通讯接口，电源设计、电路调试，最后实现了嵌入式平台的硬件设计；并且在该硬件平台上移植了Vxworks操作系统，然而由于Vxworks操作系统启动时间非常的缓慢，影响嵌入式处理平台的整体性能，笔者通过对板级支持包的理解，分析了Vxworks操作系统的整体启动过程及启动的时间分布。论文通过实现对板级支持包的修改提出了一种集安全性、高效性于一体的操作系统启动方案，较好的完成了操作系统的启动优化设计。笔者通过软件程序设计完成了软件的在线更新，使后续的维护和升级更加便捷。论文通过搭建一个RapidIO通信环境并与千兆以太网进行对比，分析了RapidIO及以太网的性能差异和工作方式异同，验证结构实现RapidIO整体性能。
　　最后，论文总结了嵌入式处理平台开发的一些要点，分析了阻碍嵌入式发展的一些因素，本文进行了一个通用的基于RapidIO的高性能嵌入式实时处理平台的研究，具有一定的使用意义及借鉴的价值。