具有局部重构功能单元的ASIP设计

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随着科学技术的不断发展，以数据密集型应用为代表的数据处理需求越来越复杂，而传统的系统设计方法多采用通用处理器或专用集成电路（ASIC），通用处理器具有性能上的局限性，ASIC虽然能够提供较高的性能，但是其结构决定了它制造完成之后无法进行修改，灵活性不足，设计成本偏高。
　　具有可重构功能单元的ASIP，具有良好的灵活性和较高得性能，能够实现FPGA内部逻辑资源的分时复用，使内部资源得到最大限度的使用。动态局部重构技术，能够在系统正常工作的情况下，实现重构区域内逻辑的重新配置，在线修改动态模块的功能，具有节约硬件资源和增强系统灵活性的优势。
　　本文选择Xilinx Virtex-6 XC6VSX315T芯片，在搭建的系统平台上实现了具有重构功能单元的ASIP设计，实现了对反正切运算和求模运算的局部重构工作。本文主要完成的研究工作包括：
　　（1）讨论了该课题的研究背景和意义，建立了一个可靠的局部重构设计流程，包括对电路功能的Verilog HDL描述，静态区域与动态区域的设计，配置实现与配置文件验证等步骤；
　　（2）结合CORDIC理论方法，使用流水线设计方式，设计了反正切运算的具体电路，能够通过移位和加减法运算实现反正切运算，且误差在系统允许范围内；
　　（3）实现了具有重构功能单元的ASIP的设计，能够根据指令集要求，实现基本运算，并且能够实现反正切运算和平方根运算的重构。对系统进行了仿真实验，实验证明，系统能够实现硬件资源的分时复用，提高了逻辑资源的利用率。

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作者
贾楠;
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作者单位

西安电子科技大学;

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授予单位西安电子科技大学;
学科电子与通信工程
授予学位硕士
导师姓名张犁;
年度 2015
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类 BICMOS（双极-MOS混合）集成电路;
关键词
局部可重构; 集成电路; 重构功能单元; 电路功能;

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专利

1. FPGA动态局部重构在通用远程接口单元设计中的应用 [J] . 杨晓峰 ,刘玉娇 ,姚恩涛 . 测控技术 . 2012,第009期
2. 基于可重构计算技术的ASIP设计与实现 [J] . 宋奂寰 ,王树宗 ,邵利兵 . 舰船科学技术 . 2012,第005期
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