高性能RISC處理器的SOC應(yīng)用和后端設(shè)計.pdf

1、隨著集成電路發(fā)展進入新的階段，市場轉(zhuǎn)向體積更小、功耗更低、成本更低、性能更高的片上系統(tǒng)（SOC）發(fā)展方向。SOC技術(shù)著眼于整個系統(tǒng)的功能和性能，采用軟硬件協(xié)同設(shè)計技術(shù)和驗證方法，利用IP復(fù)用及深亞微米技術(shù)，在單一芯片上實現(xiàn)復(fù)雜的系統(tǒng)功能。它能極大提高系統(tǒng)性能、減小功耗、降低系統(tǒng)成本，是未來信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢。
　　PowerPC體系結(jié)構(gòu)是一種精減指令集計算機（ Reduced Instruction Set Computer，RI

2、SC）體系結(jié)構(gòu)。本文研究了Xilinx公司Virtex-5 FXT系列FPGA中的硬核—嵌入式PowerPC處理器模塊。參考該模塊的處理器、總線、仲裁器等各部分的互連結(jié)構(gòu)，構(gòu)建并實現(xiàn)了基于PowerPC的SOC系統(tǒng)。在此基礎(chǔ)上開發(fā)了測試軟件，并通過AC-3音頻5.1聲道實時解碼在FPGA開發(fā)板上完成了系統(tǒng)原型驗證。在原型驗證之后，對該SOC系統(tǒng)中最關(guān)鍵的PowerPC處理器進行了后端設(shè)計，包括將硬件描述語言邏輯綜合、布局布線以及對布線結(jié)

3、果的分析。如果有需要對系統(tǒng)進行裁剪、擴展并通過ASIC方式實現(xiàn)，該后端設(shè)計可以作為性能評估的一部分。本文主要完成的工作包括：
　　1.分析了用PowerPC處理器搭建的SOC平臺的架構(gòu)，并在此基礎(chǔ)上對其子模塊的設(shè)計與實現(xiàn)進行了研究。
　　2.搭建了包括地址映射、基礎(chǔ)軟件例程、系統(tǒng)初始化匯編程序和系統(tǒng)C語言在內(nèi)的系統(tǒng)軟件平臺。
　　3.基于Altera的FPGA開發(fā)板，對本文構(gòu)建的以PowerPC為核心的SOC系統(tǒng)進行原