可编程逻辑芯片特别是现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)芯片的快速发展,使得新的芯片能够根据具体应用动态地调整结构以获得更好的性能,这类芯片称为动态可重构FPGA芯片(Dynamically ReconfigurableFPGA,DRFPGA)。然而,使用这类芯片构建的可重构系统在实际应用前还有许多问题需要解决。一个基本的问题就是动态可重构FPGA芯片中的可重构功能单元(Reconfigurable Functional Unit,RFU)的模块布局问题和模块间的布线问题。 本文从基本的FPGA芯片结构和CAD算法谈起,介绍了可重构计算的概念,建立了可重构计算系统模型和动态可重构FPGA芯片模型,在此模型上提出一个基于划分和时延驱动的在线布局算法,和一个基于Pathfinder协商拥塞算法的布线算法,来解决动态可重构FPGA芯片的布局和布线问题。由硬件描述语言(Hardware Description Language,HDL)描述的电路首先被划分成有限数目的层,然后将这些电路层布局到芯片的每一层,同时确保关键路径的时延最小。实验结果表明,布局算法与传统的布局算法(或者文献[37]中的算法)相比,在时延上平均减少27%,在线长上平均减少34%(或者11%),在运行时间上平均减少42%(或者97%)。布线算法与传统的布线算法相比,能够将线长降低26%,将水平通道宽度降低27%,显示出较高的性能。
上传时间: 2013-05-24
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现场可编程门阵列(FPGA)是一种现场可编程专用集成电路,它将门阵列的通用结构与现场可编程的特性结合于一体,如今,FPGA系列器件已成为最受欢迎的器件之一。随着FPGA器件的广泛应用,它在数字系统中的作用日益变得重要,它所要求的准确性也变得更高。因此,对FPGA器件的故障测试和故障诊断方法进行更全面的研究具有重要意义。随着FPGA器件的迅速发展,FPGA的密度和复杂程度也越来越高,使大量的故障难以使用传统方法进行测试,所以人们把视线转向了可测性设计(DFT)问题。可测性设计的提出为解决测试问题开辟了新的有效途径,而边界扫描测试方法是其中一个重要的技术。 本文对FPGA的故障模型及其测试技术和边界扫描测试的相关理论与方法进行了详细的探讨,给出了利用布尔矩阵理论建立的边界扫描测试过程的数学描述和数学模型。论文中首先讨论边界扫描测试中的测试优化问题,总结解决两类优化问题的现有算法,分别对它们的优缺点进行了对比,进而提出对两种现有算法的改进思想,并且比较了改进前后优化算法的性能。另外,本文还对FPGA连线资源中基于边界扫描测试技术的自适应完备诊断算法进行了深入研究。在研究过程中,本文基于自适应完备诊断的思想对原有自适应诊断算法的性能进行了分析,并将独立测试集和测试矩阵的概念引入原有自适应诊断算法中,使改进后的优化算法能够简化原算法的实现过程,并实现完备诊断的目标。最后利用测试仿真模型证明了优化算法能够更有效地实现完备诊断的目标,在紧凑性指标与测试复杂性方面比现在算法均有所改进,实现了算法的优化。
上传时间: 2013-06-30
上传用户:不挑食的老鼠
传统的数控系统采用的大多是专用的封闭式结构,它能提供给用户的选择有限,用户无法对现有数控设备的功能进行修改以满足自己的特殊要求;各种厂商提供给用户的操作方式各不相同,用户在培训人员、设备维护等方面要投入大量的时间和资金。这些问题严重阻碍了CNC制造商、系统集成者和用户采用快速而有创造性的方法解决当今制造环境中数控加工和系统集成中的问题。随着电子技术和计算机技术的高速发展,数控技术正朝向柔性化、智能化和网络化的方向发展。针对数控系统已存在的问题和未来发展的趋势,本文致力于建立一个适合现场加工特征的开放结构数控平台,使系统具备软硬件可重构的柔性特征,同时把监控诊断和网络模块融入数控系统的框架体系之内,满足智能化和网络化的要求。 本文在深入研究嵌入式系统技术的基础上,引入可重构的设计方法,选择具体的硬件平台和软件平台进行嵌入式可重构数控系统平台的研发。硬件结构以MOTOROLA的高性能32位嵌入式处理器MC68F375和ALTERA的现场可编程门阵列(FPGA)芯片为核心,配以系统所需的外围模块;软件系统以性能卓越的VxWorks嵌入式实时操作系统为核心,开发所需要的应用软件,将VxWorks嵌入式实时操作系统扩展为一个完整、实用的嵌入式数控系统。该系统不仅具有可靠性高、稳定性好、功能强的优点,而且具有良好的可移植性和软硬件可裁减性,便于根据实际需求进行功能的扩展和重构。 本论文的主要研究工作如下: (1)深入研究了以高性能微处理器MC68F375为核心的主控制板的硬件电路设计,以及存储、采集、通讯和网络等模块的设计。 (2)深入研究了基于FPGA的串行配置方法和可重构设计方法,设计出基于FPGA的电机运动控制、机床IO控制、键盘阵列和液晶显示控制等接口模块电路。 (3)深入研究了VxWorks嵌入式实时操作系统在硬件平台上的移植和任务调度原理,合理分配控制系统的管理任务,开发系统的底层驱动程序和应用程序。 最后,本文总结了系统的开发工作,并对嵌入式可重构数控系统的进一步研究提出了自己的一些想法,以指引后续研究工作。
上传时间: 2013-04-24
上传用户:gcs333
在超深亚微米技术工艺下,布局成为超大规模集成电路物理设计中至关重要的一步。由于现场可编程门阵列(Field Programable Gate Array,FPGA)布线资源的预先确定性,使得FPGA的布局更为重要。本文以建立高性能、低拥挤的布局为目标,从FPGA芯片结构和布局算法两方面进行了深入研究。论文提出了一种通用的层次式FPGA(HFPGA)结构模型及布局模型,并且给出了该模型的数学计算公式;提出将元件之间的层次距离转化为线长的方法,实现了基于线网模型的高精度布局算法:提出利用矩形的对角线元件之间层次来代替线长,从而达到优化线长的同时提高布通率的快速布局算法。实验结果表明,两种算法均在北卡罗来纳微电子中心(MCNC)学术芯片测试案例上取得了较理想的布局实验效果,为下一步的布线工作建立了良好的基础接口,并且完成了初始布线的工作。本FPGA结构模型的提出和布局算法的实现也都为工业界提供了借鉴价值。
上传时间: 2013-04-24
上传用户:nbdedu
可编程逻辑器件是一种可以通过编程,改变系统连线,达到系统重构的器件,该器件\\\\\\\\r\\\\\\\\n可以现场编程,就是说当该器件安装到电路板上后,可以对它的功能进行重新设置,这样\\\\\\\\r\\\\\\\\n就可以非常方便的进行数字系统的设计与制作
上传时间: 2013-08-10
上传用户:stella2015
LCD 因其轻薄短小,低功耗,无辐射,平面直角显示,以及影像稳定等特点,当今应用非常广泛。CPLD(复杂可编程逻辑器件) 是一种具有丰富可编程功能引脚的可编程逻辑器件,不仅可实现常规的逻辑器件功能,还可以实现复杂而独特的时序逻辑功能。并且具有ISP (在线可编\\r\\n程) [1 ] 功能,便于进行系统设计和现场对系统进行功能修改、调试、升级。通常CPLD 芯片都有着上万次的重写次数,即用CPLD[ 2 ] 进行硬件设计,就像软件设计一样灵活、方便。而现今LCD的控制大都采用
上传时间: 2013-08-16
上传用户:zhliu007
LCD 因其轻薄短小,低功耗,无辐射,平面 直角显示,以及影像稳定等特点,当今应用非常 广泛。CPLD(复杂可编程逻辑器件) 是一种具有 丰富可编程功能引脚的可编程逻辑器件,不仅可 实现常规的逻辑器件功能,还可以实现复杂而独 特的时序逻辑功能。并且具有ISP (在线可编 程) [1 ] 功能,便于进行系统设计和现场对系统进 行功能修改、调试、升级。通常CPLD 芯片都有 着上万次的重写次数,即用CPLD[ 2 ] 进行硬件设 计,就像软件设计一样灵活、方便。而现今LCD 的控制大都采用专用控制芯片,且一般都采用进 口芯片,成本较高。并且为了保证在特定环境下 控制芯片能正常工作,往往要加上必需的与门、 非门、以及HC244 ,HC245 、HC373 等元件,这样 不仅提高的成本,也因分立元件的引入而降低了 电路的可靠性。本设计的目的是采用Xilinx 公 司生产的一片XC95288 和一片XC95144 来实现 LCD 控制器以及其外围控制,时序逻辑的全部 功能,使得LCD 控制系统故障率和开发成本大 大降低,并使LCD 控制系统有强大的功能可扩 展性。
上传时间: 2016-09-25
上传用户:lanhuaying
可编程逻辑器件是一种可以通过编程,改变系统连线,达到系统重构的器件,该器件 可以现场编程,就是说当该器件安装到电路板上后,可以对它的功能进行重新设置,这样 就可以非常方便的进行数字系统的设计与制作
上传时间: 2013-12-16
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本设计利用德国西门子PLC S7-200进行电镀行车自动化控制。在本次设计中,从电镀行车在生产现场的运行环境和自动控制技术器件在国内的应用前景来考虑,以电镀行车具备自动生产运行为目的,制定了采用在当前及以后都应用广泛且能适应多种环境的可编程控制器PLC来控制整个工作流程的方案。首先对系统的软硬件进行设计,给出系统的工作流程图、硬件接线图、PLC控制I/O端口分配表及整体程序流程图。并以STEP7 Micro/WIN32为编程软件设计出电镀行车自动控制系统的梯形图,最后通过仿真实验,实现了电镀行车自动化控制,提高了电镀生产效率,降低了劳动强度。
上传时间: 2017-11-11
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ALTERA可编程逻辑器件及其应用
上传时间: 2013-04-15
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