基于可重构技术的dsp系统结构研究及部分功能实现（可复制）.pdf

。摘要关键字:可重构计算;数字信号处理;;软件编程及抡娣绞降慕峁霰冉稀1冉辖峁砻鳎蒙杓贫訤滤波和数字信号处理际跻殉晌H嗣侨找婀刈⒉⒌玫窖杆俜⒄沟那把丶际酢H而,际跏迪种饕T靥逯坏模处理器的性能从体系结构到指令系统等诸方面虽具有灵活的可编程性,但其性能的提高往往是以相对较慢的计算速度为代价的,不能满足一些对数据处理速度要求很高的应用与需求,如实时视频处理,因此又出现了一种可以应用于际醯男滦图扑惴绞剑纯芍毓辜扑恪?芍毓辜扑慵际跫结构;随后,从对相关的惴ḿ肮δ艿难芯砍龇ⅰU页隽肆嚼嘤隓实现相比更适合于实现的算法:一类是分时复用的算法,~类是基于卷积运算的法:在对惴疘/疍/的研究过程中,引入理论,找到这几种算法实现中的共同的部分,设计出一个统一的可编程模块;然后利用这一模块设计出了一个可重构的弗行处理系统结构;最后,利用公司的芯片及综合仿真工具对所设计的系统结构的功能进行综合仿真,并将仿真结果与镅浠坏慕峁肴砑喑碳癹仿真的结果是一致的,证明本文中的可重构并行处理系统结构的设计是成功的,即在这一结构中,不需要改变系统的整体结构,只要为不同的系统功能配置不同的系统参数以及模块间互联网络结构,即可实现不同的惴āU庖豢芍毓共⑿写硐低晨梢宰魑J菁扑懔看蟆⒍运俣纫G蟾叩应用系统中的扑阋婊蛘咧骰男砥骼词褂谩具有软件编程的灵活性,又有方式实现际醯母咝浴本文在对际酢⒖芍毓辜扑慵际跫翱芍毓褂布呒峁购涂芍毓低辰峁菇衅饰鲅芯康幕∩希紫忍岢隽艘桓隹芍毓笵计算系统的基本
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第一章绪论课题背景在现代数字信号处理、数字图像处理及视频应用中,高速度和大规模的计算能力是十分必要的。为了实现这种应用,通常有两种方法:第一种方法是利用硬布线际酢<匆M瓿捎布械脑怂悖C床捎专用集成电路珹,要么采用由一组独立的元器件构成的板级饩龇桨浮专用集成电路的设计专门用于实现某一特定运算,因此,它们在执行这一特定运算时相当迅速离效。然雨,这种电路制造出来后不可再改变。一旦电路的某一部分需要修改,就必须将整个芯片进行重新设计和制造,尤其是要在大量已开发出来的系统中更换时,代价是非常昂贵的。另外,板级电路也存在一定程度的不灵活性,在应用中出现某些变化的情况下,也常常需要对电路板重新进行设计或者更换元器件。第二种方法是利用软件可编程的微处理器,这是一种相当灵活的方案。4器通过执行一个指令集来完成运算。通过改变软件指令,就能在不改变硬件结构的情况下改交系统的功能。然而,这种灵活性是以性能的下降为代价的。处理器必须从内存读出每条指令并解释之,然后才能执行该指令。对于每一个独立的运算,这种处理的代价很高。因此,在速度方面,这种方法的性能要比专用集成电路的性能低的多。此外,在处理器制造时已经确定了程序所使用的指令集,如果需要指令集以外的指令则必须更新处理器的指令集。由此可见,这两种方法有着各自的优缺点。若要取二者之长,则必须找到一种新型的计算方式,既保留软件为主导解决方案的内在可编程性和低成本,同时还要达到原有硬件解决方案的处理速度和低功耗,这种新方式就是可重构计算。可重构计算技术是指:数字系统制造完成以后,其硬件结构可以根据需要重新配片外部读进程序,或可将功能规格自由加以变更,以求缩短研发期间或酮减芯片数。案的“空间计算”方式的新型计算方式。且恢挚梢越饩鏊俣取⒐摹⒖杀喑绦灾置的技术R簿褪撬档被髦圃焱瓿珊螅髟诵惺笨稍谛酒现匦闯绦颍有它是一种结合了现有微处理器和摹笆奔浼扑恪狈绞郊坝布嗀饩龇
研究的内容及意义间矛盾的新方法。如蛘逨滤波算法基于实现的研究,这些研究基本上是对某一个法的实现进行研究,而将多个惴ㄓ成溆谕弧隹芍毓辜扑阆低持械难芯尚未出现。本文在对逑到峁埂⒖芍毓笵系统结构及可重构计算的研究基础上,提出了一个可重构的扑阋婊窘峁梗⒋酉喙谼算法和功能的研究出发,找出了一类惴ㄌ卣鳎饫郉算法用可重构计算方式实现篍砥魇迪中Ч佳。在此基础上,又设计了~个可以实现多种惴ǖ目芍毓笵计算引擎系统结构,并对其功能进行了综合仿真。由于该系统能够在只改变系统参数、不该交系统整体结构的情况下完成多种低层的扑悖虼丝勺魑J菁扑懔拷洗蟮囊羝担频通信前端数据处理系统中的协处理器。可重构计算作为一种崭新的计算形式,其作用不止于简单地集成若干中小规模集成电路和仅仅作为器件廉价的代用品。可重构器件以及可重构计算系统的结构是一种与可编程通用处理器和专用硬件电路并列的结构形式,另外还有在此基础上产生的可重构低常际侵档梦颐巧钊胙芯康奶逑到峁剐问健本文在对逑到峁埂⒖芍毓辜扑慵际踅猩钊氲姆治鲅芯康幕∩希饕在以下几个方面做了较深入的研究:结合了可编程性及特征的几种可重构低辰峁寡芯考靶阅苡帕颖冉希并给出本文设计的可重构扑阋娴幕窘峁箍蛲肌从相关惴ǖ姆治龀龇ⅲ芯靠芍毓辜扑慵际醯氖视Ψ段В稣饫嗨惴