该设计涉及基于FPGA的NoC多核处理器的构建。

5星

浏览量: 0

大小:None

文件类型：None

简介：
摘要：为实现自主设计的基于Network-on-Chip (NoC) 的多核处理器，并有效缩短其设计周期，本文提出了一种设计集成四片Virtex-6—550T FPGA的NoC多核处理器原型芯片的设计／验证平台。详细分析和评估了NoC多核处理器的规模及其对FPGA硬件资源的消耗，在此基础上，提供了集成四片FPGA的开发板的详尽设计方案，并对该平台中关键的设计要点进行了深入阐述，包括互联架构、电源管理、板级时钟分布以及接口技术等。此外，还描述了开发板各个主要模块的测试流程和所取得的结果，最终表明了所提出设计的实用性和可靠性。引言：由于基于传统System-on-Chip (SoC) 的单芯片处理器在内核频率、片上通信、功耗以及面积等方面存在诸多限制，因此基于N

全部评论 (0)

还没有任何评论哟~

客服

基于FPGA的NoC架构多核处理器设计

优质

本项目致力于开发一种基于FPGA平台的新型网络-on-chip（NoC）架构的多核处理器系统。通过创新的设计方法和优化技术，旨在提高芯片性能、降低能耗并增强可扩展性。为了灵活地验证和实现自主设计的基于NoC（网络-on-chip）的多核处理器，并缩短其开发周期，本段落提出了一种使用四片Virtex-6—550T FPGA芯片构建的NoC多核处理器原型平台的设计与验证方案。通过对NoC多核处理器规模及所需FPGA硬件资源进行分析和评估后，详细设计了集成这四片FPGA的开发板，并重点讨论了互联架构、电源管理、时钟分布、接口技术和存储资源等关键模块的设计细节。文中还描述并展示了各个主要模块在测试中的过程与结果，验证了该设计方案的有效性。

基于多处理器、FPGA和多核GPU的并行计算研究

优质

本研究聚焦于利用多处理器、FPGA及多核GPU进行高效能并行计算的技术探索与应用开发，旨在优化复杂算法执行效率。并行计算技术为现代计算带来了显著的变化。现今大多数个人电脑、笔记本电脑甚至移动设备都采用了多处理器芯片，最多包含四个处理器。标准组件越来越多地与最初设计用于高速图形处理的GPU（图形处理单元）以及FPGA（现场可编程门阵列）相结合，以构建具备多种高效并行处理功能的计算机系统。这种硬件的发展受限于能耗和散热控制等因素。然而，在千万亿次乃至百亿级计算的实际应用中，开发能在这些架构上有效运行且高效的软件仍面临诸多挑战。本书收录了2009年国际并行计算会议（ParCo 2009）上的精选与评审论文，旨在解决这些问题，并提供了硬件、应用程序和软件开发领域内最先进的并行计算技术概览。涵盖的主题包括数值算法、网格及云计算以及编程——特别是针对GPU和FPGA的编程。此外，该书还收录了会议期间举行的六个小型研讨会中发表的研究成果。

基于FPGA的RISC处理器设计.pdf

优质

本论文探讨了在FPGA平台上实现RISC处理器的设计与优化方法，详细介绍了硬件架构、指令集以及系统仿真测试过程。本段落详细介绍了如何利用现场可编程门阵列（FPGA）实现一个16位精简指令集计算机（RISC）CPU的设计过程。这一设计不仅涵盖了CPU的内部结构和指令集，还包括了所采用的硬件工具、工作原理以及相关的开发与仿真流程。文中提到的关键知识点包括： 1. RISC的概念及其特点：这是一种通过减少指令数量并简化执行过程来提高处理速度和效率的计算机架构。RISC的特点在于使用更少且更为简单的指令，并将它们统一为固定长度，从而实现高效的CPU设计和优化。 2. 哈佛结构的应用：该设计采用了哈佛结构，这意味着其程序存储器与数据存储器是独立分开管理的。这种分离方式提高了存取效率并显著提升了性能。 3. 指令集的设计细节：作者为这个16位RISC CPU定义了包含算术逻辑操作、内存和IO操作、控制转移以及中断处理等在内的总共16条指令，每一条都是2字节长度的格式。其中高4位用于表示操作码而低12位置用于指定地址。 4. FPGA技术的应用：通过利用FPGA的高度灵活性与可编程性特性，本设计将程序存储器和数据存储器集成于片内资源中（即使用了内部ROM及RAM），从而减少了对外部器件的需求，并简化整个硬件结构的设计工作量。 5. 关键部件的组成：该CPU包括时钟分频单元、指令寄存器(IR)、累加器(ACC)、算术逻辑运算单元(ALU)等组件，这些部分协同合作完成基本任务如取指、译码和执行指令等功能。 6. 数据通路的设计考量：设计数据通路需要考虑各处理模块间的通信路径以确保指令的顺利执行。 7. 控制器的设计要点：控制器是CPU的核心控制单元，它根据当前操作产生适当的信号来协调所有其他部件的动作。为了正确地响应各种不同的命令需求，必须精心规划其工作逻辑。 8. 仿真与验证工具的应用：文中提到了ModelSim和Quartus II等软件的作用，在设计阶段用于进行前仿真实验以及最终产品化之前的功能测试。 9. FPGA实例应用展示：该文还描述了如何在Altera Cyclone II 和Stratix II 等FPGA平台上实现RISC CPU，这表明了利用这些可编程逻辑器件来创建定制化的计算机系统是切实可行的。本段落通过具体的案例演示了将RISC架构和FPGA技术相结合所带来的强大优势及其广泛应用前景。这对理解此类CPU的设计原理以及对硬件开发人员来说都具有重要的参考价值。

基于FPGA的RISC-V处理器的设计

优质

本项目致力于开发基于FPGA平台的RISC-V指令集架构处理器，旨在探索并优化开源CPU在硬件实现上的灵活性与效能。【作品名称】：基于 FPGA 的 RISC-V 处理器设计【适用人群】：适用于希望学习不同技术领域的小白或进阶学习者。可作为毕设项目、课程设计、大作业、工程实训或初期项目立项。【项目介绍】： RISC-V 是一个遵循精简指令集(RISC)原则的开源指令集架构(ISA)。本设计基于 RISC-V 指令集，实现了一个简单的单周期 RISC-V 处理器，并实现了大部分 RV32I 的指令，包括算术逻辑运算、位移操作、内存访问、分支跳转、比较以及无条件跳转等。在项目中，我们使用 Verilog 语言进行设计和开发，并通过 Vivado 工具完成综合工作。最后，在 ALINX 黑金 AX7010 开发板的 PL 部分(ZYNQ-7000)上完成了硬件验证。

基于FPGA的FFT处理器设计及加窗优化

优质

本研究聚焦于利用FPGA技术实现高效的FFT处理器，并通过引入加窗技术进一步优化算法性能。基于FPGA的FFT处理器设计及加窗优化研究。

基于ZYNQ异构多核处理器的动作识别系统

优质

本系统基于ZYNQ异构多核处理器设计，结合ARM和PL可编程逻辑的优势，实现高效精确的动作识别功能，适用于智能监控、人机交互等领域。在当今的信息技术领域，人体动作识别技术已在视频监控、人机交互、虚拟现实及医疗看护等行业展现出广阔的应用前景与重要的研究价值。鉴于视频数据直观且易于感知的特性，其中包含的人体运动能有效吸引观察者的注意力，因此如何使机器准确地识别和理解这些动态行为成为了智能视觉信息处理领域中的核心课题。本段落介绍了一种基于ZYNQ异构多核处理器设计的人体动作识别系统，该系统的创新之处在于利用高层次综合（HLS）方法对运动特征提取算法进行FPGA硬件加速，从而显著提高计算效率。在1080P分辨率下，此技术能够实现每秒60帧的处理速度。通过K-means聚类算法生成高维向量，并结合支持向量机（SVM）分类器完成动作识别任务，系统设计高效且运行速度快于传统方法约120倍，实现了近乎实时的数据处理效果。在硬件平台选择上，本段落采用了Xilinx公司的ZYNQ异构处理器作为计算加速的载体。该处理器内嵌FPGA逻辑资源和ARM核心处理器，能够适应基于视觉感知层次的时空运动场块识别算法需求，在实际应用中每1至1.7秒即可完成一次动作结果输出。从系统设计与实现的角度来看，本研究充分利用了ZYNQ异构多核架构及HLS方法学的优势，确保硬件加速电路和高效系统结构紧密结合。这一软硬协同的设计方式不仅提高了处理性能，还保证了系统的灵活性。在人机交互方面，本段落采用了Linux操作系统搭配QT框架的组合方案，提供了友好的用户界面并支持在线学习与动作库创建功能。这使得该系统具备进一步扩展应用的可能性，并提升了用户体验质量。总体而言，本研究提出了一种创新的人体动作识别解决方案，在提高运动特征提取和分类效率的同时实现了实时人机交互应用。这项成果不仅在理论层面具有重要意义，而且在实际应用场景中也展现出巨大的潜力和发展空间。

基于FPGA的图像处理仿真平台构建

优质

本研究聚焦于开发一种基于FPGA技术的高效能图像处理仿真平台，旨在加速算法验证与硬件实现过程。通过灵活配置资源和优化系统架构，该平台能够支持广泛的图像处理应用，促进科研创新与发展。搭建一个基本的FPGA图像处理仿真平台。该平台首先读取bmp格式的图像信息，然后按照摄像头的时间序列输出这些数据。接下来，通过RGB888到YCbCr的颜色空间转换以及二值化算法来提取车牌信息，并最终输出处理后的图像结果。

基于FPGA的数字音频处理器的设计.pdf

优质

本文档详细探讨了在FPGA平台上设计和实现数字音频处理器的方法和技术。通过优化算法与硬件架构，实现了高效能且灵活的音频处理解决方案。本段落介绍了一种基于现场可编程门阵列（FPGA）的数字音频处理器设计，该设计旨在实现对输入音频信号进行多种处理功能，包括延迟（回声效果）、人声消除等，并最终输出经过处理后的模拟音频信号。通过利用FPGA的可编程特性以及集成的模数转换器（ADC）和数模转换器（DAC），此设计方案在确保高质量的同时实现了低成本。核心技术在于其可重配置逻辑门阵列，这使得它能够在硬件层面实现多种功能。在此设计中，FPGA内部集成了高速ADC模块，采用12位SAR型模数转换器（ADC），采样率可达1MHz，并支持最多8个输入通道复用。此外，数字信号处理模块通过CIC滤波器和抽取逻辑降低采样频率，简化了后续设计并减少了功耗。在音频处理方面，FPGA内置的PicoRV32处理器能够控制音频处理逻辑并通过USART接口调整各种参数（如干湿比、效果强度及延迟时间）并与MIDI设备通信。这使得系统可以与其它专业音频设备集成联控。 ADC模块设计是关键环节之一，实现了12位1MSPS的ADC，并通过左右通道不断切换达到500kSPS平均采样率。使用CIC滤波器和抽取逻辑将采样频率降至62.5kSPS 14bit低速数字信号，有效降低抗混叠滤波器设计难度并提高信噪比（SNR）。 DAC模块作为数字音频处理后的关键环节，在此部分中通过二阶Sigma-Delta调制器把处理过的数字音频转换为PDM信号，并使用滤波去除载波后得到模拟音频。这种输出方式能驱动全数字D类功放，提高能源效率并降低成本。系统设计还实现了延迟和回声功能：将AD转换后的数字音频分成两路进行处理来实现回声效果；通过调节延时模块可以控制回声音量及长度。人声消除则是利用左右声道中的人声相同而伴奏不同这一特性，相减后消除了人声，并可调整强度避免过度。该处理器设计注重灵活性和扩展性，采用模块化思路以满足基本音频处理需求并具备与各种外部设备连接控制的能力。这大大提升了其在专业市场中的竞争力及应用范围。使用开源处理器核心以及优化的数字信号处理算法则进一步降低了成本且提高了性能，为音频领域提供了一种新的技术选择。

基于FPGA与DSP架构的视频处理系统设计

优质

本项目致力于开发一种结合FPGA和DSP技术的高效视频处理系统，旨在优化图像处理算法，提高数据吞吐量及实时性。实时图像处理技术在工业、医学、军事和商业等领域有着广泛的应用前景。基于FPGA（现场可编程门阵列）与DSP（数字信号处理器）架构的视频处理系统，结合了两者的优点，在缩短设计周期的同时降低了开发成本，并且具备灵活的设计特点以及易于维护升级的优势。因此，研究并设计此类系统的方案具有重要的价值。【基于FPGA+DSP架构视频处理系统设计】旨在利用实时图像处理技术与FPGA和DSP的优点相结合，以实现高效、低成本、灵活性高且低功耗的解决方案，在多个领域中展现出显著的应用潜力。在硬件方面，该系统主要包括三个部分：视频采集单元、视频处理单元以及视频传输单元。其中，视频采集模块由FPGA配合MB86S02芯片构成，并将模拟信号转换为数字图像数据并存储于SDRAM之中；同时，在此过程中执行中值滤波操作以提升图像质量。而DSP则在视频处理环节发挥作用，对经过预处理的图像进行JPEG压缩，从而减少所需的数据量。具体而言，视频采集单元由FPGA与MB86S02芯片共同构成，负责将模拟信号转化为数字格式并存储于SDRAM中；同时执行滤波操作以改善画质。在视频传输环节，则通过结合FPGA和USB技术，并利用PDIUSBD12芯片实现高速数据传送功能。软件设计方面，FPGA与DSP各自独立运行程序并通过EDMA（增强直接内存访问）进行通信。当预处理图像积累到一定数量时，FPGA将触发DSP读取并压缩这些数据；随后通过中断信号传递回写入USB接口的数据以供PC端的进一步操作。综上所述，基于FPGA+DSP架构的视频处理系统设计充分利用了两者的优点，在从采集、处理至传输整个流程中实现了高效的集成方案。这不仅为实时图像技术的发展提供了重要研究方向，还对推动相关领域进步具有重要意义。

基于FPGA的FFT处理单元设计

优质

本项目旨在设计并实现一个高效能、低延迟的快速傅里叶变换(FFT)处理器单元，采用FPGA技术进行硬件加速，适用于信号处理和通信系统的高性能计算需求。针对快速傅里叶变换（FFT）算法的结构特点，提出了一种基于现场可编程门阵列（FPGA）设计FFT运算的方法。该方法采用基2算法及单元结构的设计思路，对FFT处理器进行了合理的模块化处理，并使用VHDL语言编写各个模块代码，在QuartusⅡ软件环境下进行综合仿真和时序分析，结果显示与Matlab计算结果一致，验证了设计方案的正确性。将FFT与FPGA相结合不仅提高了运算速度，还扩大了FFT的应用范围。