基于fpga的嵌入式系统设计

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1、分类弓：——一UDC：——工学硕士学位论文Y936396密级：——编号：——基于FPGA的嵌入式系统设计硕士研究生：指导教师：学位级别：学科、专业：所在单位：论文提交日期：论文答辩日期：学位授予单位：王磊顾国昌教授工学硕士计算机应用技术计算机科学与技术学院2006年2月2006年3月哈尔滨工程大学哈尔滨工程大学硕士学位论文摘要随着集成电路制造技术的快速发展，系统芯片soc(system—on一矿chip)逐渐成为现实。soc将一个完整的系统集成在单个芯片上，从而缩小了系统的体积；SOC减少了SOB(System_on—Board)系统中芯片与芯片之间互连延时，从而提高了

2、系统的性能：SOC采用基于核的设计方法，从而缩短了设计周期，降低了芯片成本。应用Soc设计系统是未来嵌入式系统的发展趋势。高性能FPGA(FieldProgr锄ableGateArray)的设计性能，无论从密度、速度、功耗和价格等多方面己完全能够与AsIc(Application—specificintegratedcircuit)媲美，因此应用FPGA进行S0c设计己成为未来发展的趋势。本文首先研究与FPGA相关的电路设计技术，主要对低功耗电路的设计方法进行研究，其次研究soc上的IP(IntellectualProperty)核集成技术，最后进行12C_bus(In

3、ter—IC_bus)IP核的设计实现。设计完成的IP核满足12C总线的功能要求，主设备通过该IP核可以完成往从设备中写入或者读取数据。为了满足复用，该IP核采用wIsHBoNE总线接口。用Modelsim进行功能仿真，用synplifyPro进行电路综合，在IsE软件中实现布局布线，最后生成FPGA的编程文件。关键词：嵌入式系统；FPGA；IP核；12c总线；低功耗堕璺堡三矍查兰堡主堂焦笙壅AbstractWiⅡltllefastdevelopmentofICm锄【ufacturingtechIliques，SOCisgradu枷ybecomingmle．Firstl

4、y，SOCimegratesa、Ⅳholesystcmonasinglechip，soitreducestllescaleofmesystem；Secondly，SOCgreatlyimproVesmeperfbrIIlanceofthesystembyreducingt11edelaybe抑eenchipsinSOB；1Krdly，SOCusescorc—baSeddesignmetllOdology、vhichshOnensthcdesignperiodandlowerstllecostofchips．UsingmeSOCtecllnologyisthef矶】ret

5、cndencyofembeddedsystemdevelopmem．Hi曲perfb加1anceFPGA，itsperfomlance，includingmedensit”t11e印eed、mepo、Ⅳerandtlleprice，callcompare埘mASIC．Itwillbemenm】retendencyofsystemdevelopmenttou∞FPGAdesigIlingSOC．Firstly，Ⅱ1isp印erstudieslogiccircuitdesi印ingtechn0109yofFPGA，mailllyputs也eresearchonthelowp

6、owercircuitdesign；Seconmy，s砌iestheIPiIltegrationmetllodsonSOC；Finally，implemems12C-busIPcore．AlreadyrealizedtlleIPcoreofbasicfh删on。也emaindevicecanreadandwritedata丘omnleslavedevicetllrou出thisIPcore血isIPcorcusestlleWISHBONEbusinterface，inordcrtoreuseeaSily．Alreadycompletedthe血nctionsirIlma

7、tioninModelsim，obcainedtllehardwarecircllitinsynpl母Pm，aJldcompletedplacingandrou血唱intheISEsofc、vare，produced廿1eFPGApmgrammingfile．KeyWord：EmbeddedSystem；FPGA；IPCore；12C-bus；LowPowerDesign哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。