导　　师： 朱明程

授予学位： 硕士

作　　者： ;

机构地区： 深圳大学

摘　　要： 过去,处理器厂商一直在以处理器的主频作为评价性能的关键指标,因此研究重心在于如何设计更高频率的处理器。然而当单核处理器的主频提升遇到“频率墙”、“功率墙”、“存储墙”瓶颈,伴随着集成电路技术的进步,处理器转向多核多线程发展。从架构上分为同构多核处理器和异构多核处理器。而异构多核架构在功耗、成本、性能等方面的优势,近年来显示了广泛的应用前景。论文设计了一个异构多核SoC平台,平台使用MicroBlaze软核作主机,多个OR1200处理器构成的计算单元子系统。研究了主机与计算单元的互联,主机可通过AXI总线对计算单元的内存进行访问,经AXI-Lite互联模块对计算单元的预留寄存器进行读写,可实现对计算单元的控制。引入了对称双端口块内存的设计,由主机控制可实现在对称内存之间的切换,做到主机对计算单元内存更高效的配置,计算单元也可从内存中同时取指令和数据。计算单元还可将任务的执行情况以中断方式实时通知主机。论文还研究了异构多核系统的编程模型,设计的平台可支持OpenCL标准。在分析了平台的整体架构后,论文重点论述了计算单元子系统在设计实现中的关键点。首先分析了ORPSoC各功能模块、存储器组织、启动运行与测试。然后给出本文的计算单元硬件和SDK设计。在硬件设计中,优化了存储器组织,OR1200采用哈佛结构,加入Wishbone到SRAM访存的转换模块,统一了访存的地址模式为Enable 32-bit Address。在SDK设计中,分析了编译系统,根据设计给出RAM内存的规划,启动引导流程,设计了Makefile编译脚本。并对计算单元子系统仿真和下板验证。最后,异构多核SoC平台在Xilinx FPGA VC707评估板上进行了验证。为验证平台的可行性,分别进行了存储器测试,对称双端口块内存切换运行的测试。测试结果说明,平台运行正常,在计算单

关 键 词： 异构多核片上系统

领　　域： []