與CPU松耦合的外圍電路設計模式研究.pdf

1、本文的研究內(nèi)容是與CPU松耦合的外圍電路設計模式的原理和實現(xiàn)。其目的在于針對傳統(tǒng)電子系統(tǒng)設計中以CPU為核心的緊耦合模式帶來的CPU性能瓶頸和軟硬件設計相關性問題，提出一種新的外圍電路設計模式，以應對日益增長的外設應用，提升系統(tǒng)的性能，降低系統(tǒng)成本。 這種與CPU松耦合的外圍電路設計模式是在可編程邏輯技術的基礎上建立起來的。本文通過可編程邏輯技術研究、與CPU松耦合的外圍電路設計模式理論研究、工程案例實現(xiàn)三步對這一設計思想的原理

2、和實現(xiàn)進行了詳細的描述。 首先，文章對可編程邏輯技術的成果進行了研究和總結，重點對可編程邏輯技術的原理、HDL語言的現(xiàn)狀和PLD配置下載技術進行了闡述。 然后，文章全面展開了與CPU松耦合的外圍電路設計模式的理論分析和技術研究。通過對外圍電路概念和作用的分析，文章從理論上確立了外圍電路和CPU核心電路的劃分意義及各自的設計目標。隨后文章總結了傳統(tǒng)緊耦合設計模式的特點，指出緊耦合模式下外圍電路與CPU的過于緊密的耦合結構使

3、得整個系統(tǒng)從硬件結構、業(yè)務承載、設計開發(fā)到軟硬件協(xié)同等各方面的性能都受到牽制，最終導致了系統(tǒng)整體性能的低下。針對緊耦合模式的這一原理性缺陷，文章提出了解決方案——與CPU松耦合的外圍電路設計模式。通過在CPU和外圍硬件電路之間引入一個可編程邏輯層，可以最大限度地降低外圍電路和CPU之間的耦合度和依賴關系，提高系統(tǒng)的并發(fā)度和處理效率，實現(xiàn)業(yè)務的層次化處理，從而消除CPU的性能瓶頸，降低軟硬件設計和協(xié)同的復雜度。文中對實現(xiàn)松耦合設計模式的三

4、項關鍵技術逐項進行了介紹，并展開了理論分析和比較總結。在理論研究的末尾，文章從原理上比較得出了與CPU松耦合的外圍電路設計模式相對于傳統(tǒng)緊耦合設計模式的七大優(yōu)點。 最后，文章采用一系列工程實踐中的實際案例對松耦合模式進行了驗證。通過同一實例的緊耦合模式實現(xiàn)方案和松耦合模式實現(xiàn)方案的比較，從硬件設計和軟件設計，靜態(tài)性能和動態(tài)性能，電路層面和業(yè)務層面多個方面，全方位地展示了松耦合模式相對于傳統(tǒng)緊耦合設計模式在外圍電路設計上的明顯優(yōu)勢