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《基于fpga的動態(tài)可重構系統(tǒng)設計與實現_南希》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在教育資源-天天文庫。
1、電路設計南希等:基于FPGA的動態(tài)可重構系統(tǒng)設計與實現基于FPGA的動態(tài)可重構系統(tǒng)設計與實現南希,龔龍慶,田衛(wèi),李瀟(西安微電子技術研究所陜西西安710054)摘要:近年來,隨著計算機技術的發(fā)展,尤其是現場可編程門陣列FPGA的出現,使實時電路重構成為研究熱點?；贔PGA的重構系統(tǒng)具有自適應、自主修復特性,在空間應用中具有非常重要的作用。介紹FPGA可重構技術的分類以及動態(tài)可重構技術的原理,并在此基礎之上選取Virtex24系列FPGA給出一種動態(tài)重構的應用以及具體實現,即通過微處理器(ARM)結合多個FPGA,并采用一種新的邊界掃描鏈方
2、法對多個FPGA進行配置,從而實現局部動態(tài)可重構。這種實現方法具有較強通用性和適于模塊化設計等優(yōu)點。關鍵詞:可重構計算;FPGA;動態(tài)可重構;局部重構;Virtex24配置;JTAG(邊界掃描)鏈中圖分類號:TP368.1文獻標識碼:B文章編號:10042373X(2009)062004204DesignandImplementationofReconfigurableSystemBasedonFPGANANXi,GONGLongqing,TIANWei,LIXiao(Xi′anMicro2electronicInstitute,Xi′an
3、,710054,China)Abstract:Recently,withtherapiddevelopmentofmicro2electroniccomputertechnology,especiallywiththeappearanceoflargescaleFieldProgrammableGateArray(FPGA),real2timecircuitreconfigurationisbecomingaresearchfocusamongtheinternationalacademy.Reconfigurationsystembase
4、donFPGAisself2adaptiveandself2repairing,andplaysanimportantroleinspaceapplications.ThetaxonomyforFPGAreconfigurationanddynamicreconfigurationtechnologyisintroducedinthispa2per,BasedonFPGAdevices,asortofreconfigurablecomputingsystemisproposedthatiscombiningmicro2processor(A
5、RM)withmulti2FPGA,adoptinganewkindofmethodwhichiscalledBoundary2Scanchaintoimplementpartialdynamicreconfigu2ration.Theadvantagesaremoreuniversalandsuitformodularizeddesignandsoonbyconfiguringmulti2FPGA.Keywords:reconfigurablecomputing;FPGA;dynamicreconfiguration;partialrec
6、onfiguration;Virtex24configuration;JTAG(boundary2scan)chain0引言1可重構技術概述由于數字邏輯系統(tǒng)功能復雜化的需求,單片系統(tǒng)的1.1可重構的定義芯片正朝著超大規(guī)模、高密度的方向發(fā)展。對于一個大可重構就是在電子系統(tǒng)的工作狀態(tài)下,動態(tài)地改變規(guī)模的數字系統(tǒng)而言,系統(tǒng)規(guī)模是基于各種邏輯功能模電路的結構。這主要通過對系統(tǒng)中的可編程邏輯器件塊的組合。但是,無論是時序邏輯系統(tǒng),還是組合邏輯進行重新配置或者局部重新配置來完成。利用可重構系統(tǒng),或者組合/時序混合系統(tǒng),從時間軸上來看,系統(tǒng)技術,能在只增
7、加少量硬件資源的情況下,使系統(tǒng)同時中的各個功能模塊并不是時刻都在工作,而是根據系統(tǒng)具有軟件實現和硬件實現的優(yōu)點。外部的整體要求,輪流或循環(huán)地被激活或工作。并且,1.2可重構方式的分類隨著數字邏輯規(guī)模的擴大,在相同速度條件下,在一定按照重構的方式,系統(tǒng)重構可以分為靜態(tài)系統(tǒng)重構的時間區(qū)間,其功能模塊的平均使用率將下降。因此,(StaticReconfiguration)和動態(tài)系統(tǒng)重構(Dynamic系統(tǒng)設計應該從傳統(tǒng)追求大規(guī)模、高密度的方向,轉向Reconfiguration)。如何提高資源利用率,用有限的資源實現更大規(guī)模的邏1.2.1靜態(tài)系統(tǒng)
8、重構輯設計上來?？芍貥嬘嬎慵夹g能夠提供硬件的效率和靜態(tài)系統(tǒng)重構是指目標系統(tǒng)的邏輯功能靜態(tài)重載,軟件的可編程性,它綜合了微處理器和ASIC的特點,只能在運行前配置的系統(tǒng),如圖1所示
