文档介绍：西南交通大学
硕士学位论文
基于Nios Ⅱ软核CPU嵌入式消息转发系统的设计与实现
姓名:唐如鸿
申请学位级别:硕士
专业:计算机应用技术
指导教师:李成忠
20060601
摘要论文紧跟嵌入式系统发展趋势,采用一种新的嵌入式系统设计技术——西南交通大学硕士研究生学位论文峡杀喑滔低技术进行通信产品开发。嵌入式处理器是公司推出的一个/位精简指令处理器软核,能够在可编程逻辑器件上完成设计。论文分析了处理器的结构、性能及总线特性。是公司的最新的技术,它是一个位精简指令处理器软核,专门为设计的一种訧说男问教峁└度胧缴杓普摺K目膳渲锰匦愿入式系统设计带来了更大的灵活性,为嵌入式系统的设计提供了一种全新的思路。能够在可编程逻辑器件上完成设计。通过将位高性能处理器在内的多种应用模块嵌入到一个通用的内,实现了一个完全可重置的嵌入式系统。论文对在通信领域的应用进行研究和验证。将软核应用在通信产品主控板上,作为主男砥鳎值V鰿的业务功能。在騀酒冢迪忠桓鯪软核用于主控板与业务板的通信管理。最后,对系统进行了测试和验证,分析了测试结果,验证了本系统方案设计的正确性和基于处理器实现可编程片上系统的可行性。尝试用新的技术,在软、硬件开发过程中,缩短设计开发周期,达到应用功能的快速实现,节约开发成本,优化性能和资源。成功地实现和验证了软核处理器对大流量通信信息处理,并在公司推广了软核处理器的应用与研究。第关键词:嵌入式系统,,,,/,,
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第滦髀引言去,为了设计一种嵌入式系统,设计人员需要选择三类不同的硬件器件——处理可扩充、可升级,并具备软硬件系统可编程的功能。它结合了图碐挠西南交通大学硕士研究生学位论文第近年来,随著半导体技术的飞速发展,传统的芯片设计方法正在进行一场革命,其标志就是系统级芯片灰到绻惴航邮埽⒊晌Q芯亢涂7⒌慕沟恪9器、逻辑器件和存储器。今天,结合所有这些器件可以创造出单个饩龇案,从而提高了速度、缩小了尺寸,更重要的是降低了总体系统成本。这一概念于上世纪年代提出,目的是为了克服多芯片集成系统设计所产生的一些困难,通过提高芯片集成的系统功能以获得更高的系统性能,减少电路板面积,降低制造成本。窃谡庵痔跫碌囊桓龃葱隆从整个系统的角度出发,把处理机制、模型算法、芯片结构、各层次电路直至器件的设计紧密结合起来,在单个少数几个酒贤瓿烧鱿低车墓δ堋K纳杓拼酉低承形<,因此可以在同样的工艺技术条件下实现更高性能的系统指标。与采用常规方法设计的芯片相比,采用杓品椒ㄍ瓿赏功能所需要的晶体管数目约可以降低个数量级。随之应运而生的是技术。可编程片上系统是一种特殊的嵌入式系统,将处理器、存储器、口、、认低成杓菩枰5墓δ苣?榧到一个逻辑器件上,构建成一个可编程的片上系统。它的基本特征是以嵌入式处为核心的系统。首先它是片上系统从傻ジ鲂酒瓿烧系统的主要逻辑功能;其次,它是可编程系统,具有灵活的设计方式,可裁减、点,具有以下基本特征:至少包含一个以上的嵌入式处理器口核;具有小容量片内高速试矗环岣坏腎俗试纯晒┝榛钛≡瘢挥凶愎坏钠峡杀喑搪呒试矗淮理器调试接口和编程接口共用或并存;可能包含部分可编程模拟电路;单芯片、低功耗。的巨大吸引力来自于能够提供更好的性能以及更低的功耗,有效节省电路板空间并降低产品的总成本,因此电子工业正在向设计转移,使成为现代电子系统的最佳选择。,相反,集成了硬核或软核、存储器、外围疧及可编程逻辑的芯片在应用的灵活性和价格上有极大的优势。所以,有人认为代表了半导体产业未来发展的方向,被称为“半导体产业的未来”。理器
论文研究背景应用需求。它只占砰芯片内部很少的一部分逻辑单元,成本很低。从性能上西南交通大学硕士研究生学位论文第随着大批量低成本产品寿命的迅速萎缩,系统制造商为了让最新的技术迅速地面市,面临着更大的压力。由于漫长的开发时间,在中实现的标准现成的硬核处理器面临着当最终产品面市时就已遭淘汰的风险。因此,正日益转向,因为其灵活性能快速地构建系统和进入市场。基于处理器的方案不会过时且有更多的灵活性,因为它们是以玎代码构成,能够重新针对满足新的系统需求进行设计。在单个器件中实现多个软核处理器有助于减小系统成本、功率需求和板子空间。对处理器速率要求不高的嵌入式应用,完全可以用内嵌的软核来满足比较,完全可以替换现行低端嵌入式处理器,例如蚿M时还具有更多的灵活性,在不改变硬件基础上,方便产品的升级