CPU-FPGA可重構(gòu)虛擬平臺的研究與實現(xiàn).pdf

1、動態(tài)可重構(gòu)FPGA能夠在系統(tǒng)運行局部重構(gòu)硬件邏輯，其既具有硬件進(jìn)行高速并行運算的能力，又具有像軟件一樣的編程的靈活性。近年來CPU/FPGA動態(tài)可重構(gòu)系統(tǒng)逐漸成為了嵌入式計算領(lǐng)域研究的熱點。但由于動態(tài)可重構(gòu)系統(tǒng)架構(gòu)并沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，使得上層軟硬件混合調(diào)度操作系統(tǒng)成為可重構(gòu)技術(shù)應(yīng)用的瓶頸。
　　本文希望從軟件開發(fā)者的角度對CPU/FPGA可重構(gòu)平臺進(jìn)行抽象，并構(gòu)建虛擬平臺以支持上層混合調(diào)度操作系統(tǒng)的研究。相較于硬件平臺虛擬平臺有諸多

2、優(yōu)點。首先虛擬平臺能夠屏蔽底層硬件實現(xiàn)的細(xì)節(jié)使軟件開發(fā)者專注于可重構(gòu)資源管理和硬件任務(wù)的調(diào)度策略。其次虛擬平臺不受任何硬件的限制，能夠?qū)崿F(xiàn)軟硬件系統(tǒng)的并行開發(fā)。最后虛擬平臺能夠提供更多的運行時信息，便于調(diào)試和評價整個系統(tǒng)。
　　文中主要論述如何利用全系統(tǒng)模擬軟件Simics和其提供的硬件描述語言DML構(gòu)建CPU/FPGA可重構(gòu)虛擬平臺。論文首先從軟件開發(fā)者的角度對原型系統(tǒng)進(jìn)行建模并抽象出硬件任務(wù)的時間和空間屬性，編寫了支持搶占的2