3-5-1 طراحی واحد کنترل. 28
3-5-2 به کارگیری کنترل های FPGA در طراحی سخت افزاری با سرعت بالا. 31
فصل چهارم: نتایج شیبه سازی
4-1- نتایج شیبه سازی در نرم افزار Modelsim.. 37
4-2- نتایج شیبه سازی در نرم افزار ISE. 39
4-3- مقایسه با مراجع. 51
فصل پنجم: نتیجه گیری
5-1- نتیجه گیری.. 54
فصل ششم: کارهای آینده
6-1- کارهای آینده 56
منابع و مآخذ. 57
فهرست منابع انگلیسی.. 57
پیوست: کدهای نوشته شده VHDL. 59
چکیده انگلیسی 68
چکیده
دو روش کلی در محاسبات برای اجرای الگوریتمهای مختلف وجود دارد. روش اول، استفاده از ASIC ها میباشد تا بتوانیم الگوریتم مورد نظر را در سختافزار اجرا و پیادهسازی کنیم. چون این تجهیزات برای هر الگوریتم خاص ساخته میشوند، سریع و کارا میباشند. اما مدارات آنها پس از ساخته شدن، تغییر نمیکنند. راه دوم، استفاده از ریزپردازندهها است که بسیار انعطاف پذیرتر میباشند. آنها مجموعهای از دستورات را اجرا میکنند و کارایی سیستم را بدون تغییر سختافزار، تغییر میدهند. اما، همانند یک ASIC به این دلیل که برای یک کاربرد خاص طراحی نشدهاند، دارای قابلیت انعطاف نمیباشد. سیستمهای با قابلیت پیکربندی مجدد به گونهای توسعه یافته است تا فاصله
میان سختافزار و نرمافزار را کم کند و همچنین، به یک کارایی بسیار بالاتر از نرمافزار و قابلیت انعطاف بیشتر سختافزار برسد. به همین منظور، در این پایان نامه ابتدا تاریخچهای مختصر از توسعه سیستمهای با قابلیت پیکربندی مجدد بیان شده است. پس از آن، مفهوم قابلیت پیکربندی مجدد و انواع طراحی آن ارائه شده است. روند طراحی سیستم با قابلیت پیکربندی مجدد بر روی تراشه FPGA آورده شده است. ویژگیهای طراحی سیستم با یک زبان برنامه نویسی بر مبنای VHDL بیان شده است. در نهایت سیستمی به صورت سخت افزاری و نرم افزاری ارائه شده است که قابلیت پیکر بندی مجدد را دارد و با استفاده از پردازش موازی سرعت پیکر بندی مجدد سیستم را افزایش میدهد. در ضمن، ایده کار به این صورت است که باسهای حجیم از سیستم حذف شده و جای خود را به بلوکهای منطقی دهد. در نهایت، تمامی قسمتهای پویا و ایستا با هم به طور موازی کار میکنند که باعث افزایش سرعت مدار میشود.
کلمات کلیدی: پیاده سازی، پیکربندی مجدد جزئی پویا، پیکربندی مجدد جزئی ایستا
1-1- مقدمه
مفهوم محاسبات با قابلیت پیکربندی مجدد از اوایل دهه 60 میلادی پدیدار شد. موقعی که مقاله جرالد استرین مفهوم یک کامپیوتر ساخته شده از یک پردازنده استاندارد و آرایهای از سخت افزار قابل پیکربندی مجدد را پیشنهاد کرد. پردازنده اصلی، عملکرد سخت افزار قابل پیکربندی مجدد را کنترل میکند. در نتیجه، این سخت افزار با قابلیت پیکربندی مجدد، برای انجام هر کاری مناسب خواهد بود. برای مثال میتوان کارهایی نظیر پردازش تصویر، الگوریتم عصبی و تطبیق الگو را با سرعت بالایی انجام داد. به محض اتمام یک کار، سخت افزار[1] میتواند برای انجام کار جدید پیکربندی مجدد[2] شود. چنین خاصیتی با ترکیب انعطاف پذیری یک نرم افزار[3] و سرعت یک سخت افزار، در یک ساختار ترکیبی امکان پذیر شده است. در ضمن، چنین ایدهای در زمان پیدایش، بسیار جلوتر از تکنولوژی ساخت سخت افزار مورد نیازش بود.
در دهه اخیر، تحقیقات زیادی درباره معماریهای با قابلیت پیکربندی مجدد بوجود آمده است. این معماریها هم در دانشگاهها و هم در صنعت توسعه یافتهاند. این معماریها در دستههای زیر قرار میگیرند:
Matrix
[دوشنبه 1398-07-29] [ 08:17:00 ب.ظ ]
|