面向多媒體應(yīng)用的眾核SoC設(shè)計(jì)技術(shù)研究.pdf

1、近年來,片上系統(tǒng)朝著片上眾核方向發(fā)展,在提高系統(tǒng)并行度和性能、降低系統(tǒng)功耗等方面顯示出了巨大優(yōu)勢。本文以面向多媒體類實(shí)際應(yīng)用為出發(fā)點(diǎn),在已有33核的基礎(chǔ)上開展眾核擴(kuò)展設(shè)計(jì)工作,從架構(gòu)執(zhí)行效率、設(shè)計(jì)擴(kuò)展性、存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)、算法并行度等方面研究提高片上眾核SoC系統(tǒng)性能的方法。
　　 主要內(nèi)容和結(jié)果如下:
　　 1.眾核體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。從提高眾核系統(tǒng)執(zhí)行效率著手,設(shè)計(jì)了基于共享通訊的層次化眾核系統(tǒng)模型:處理器與本地存儲(chǔ)器構(gòu)成計(jì)算節(jié)點(diǎn)

2、,二者通過速度較快的本地總線通訊；多個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)之間通過共享總線與全局共享模塊相連,使用共享存儲(chǔ)的方式實(shí)現(xiàn)計(jì)算節(jié)點(diǎn)之間的通訊。在RTL級(jí)設(shè)計(jì)了兩種結(jié)構(gòu):單片65核眾核系統(tǒng)和雙片66核眾核系統(tǒng),從擴(kuò)展性及面積等方面研究二者的區(qū)別。在存儲(chǔ)方面,設(shè)計(jì)眾核系統(tǒng)的層次化存儲(chǔ)體系,以提高眾核存儲(chǔ)系統(tǒng)的存儲(chǔ)效率。
　　 2.以JPEG為切入點(diǎn),研究結(jié)合多媒體應(yīng)用的眾核設(shè)計(jì)技術(shù)。詳細(xì)研究了JPEG解碼的處理方法,在此基礎(chǔ)上,從提高算法并行度角度,

3、完成基于眾核平臺(tái)的JPEG并行算法演示系統(tǒng)設(shè)計(jì),對(duì)所設(shè)計(jì)的演示系統(tǒng)進(jìn)行了驗(yàn)證。以ALTERA公司StratixⅡ EP2S180開發(fā)板為平臺(tái),設(shè)計(jì)64幅圖像并行解碼的演示系統(tǒng),使用原型驗(yàn)證的方式驗(yàn)證眾核系統(tǒng)的通訊架構(gòu)和存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)是否能夠滿足片上眾核設(shè)計(jì)的要求。
　　 3.設(shè)計(jì)單片65核眾核FPGA原型芯片和雙片66核眾核原型芯片(處理器數(shù)目從65核到兩個(gè)33核),并分別下載到一塊StratixⅡ EP2S180器件和兩塊Strat