FPGA动态局部重配置在软件无线电中的应用

论文简单概述了Xilinx现场可编程门阵列(FPGA)动态局部重配置的技术特点以及在现代软件无线电(SDR)中的应用.并以一个工程示例着重介绍了在某波形处理模块上采用飞思卡尔处理与FPGA内部微处理器配合的方案对FPGA进行局部功能动态配置的工程实现.     

可重构体系结构和特征及应用

文章介绍了可重构体系结构的概念、特征和应用。着重介绍了可重构体系结构的分类及其适用领域,可重构计算系统的总体结构特征和可重构处理单元RPU的结构特征,对基于FPGA的可重构系统和其他可重构系统进行了比较,并总结了当前可重构体系结构的优点以及存在的问题。     

基于FPGA 的局部动态可重构技术研究

可重构技术作为嵌入式系统中软硬件结合的设计方法,在可靠性、系统高集成度方面有很大优势。现场可编辑门 阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)不仅可以满足这些客观需求,还加强了系统的自适应性,降低了开发成本。 文章介绍了动态局部重构的实现方法,并在早期获取部分可重构(Early Access Partial Reconfiguration,EAPR)方法的基础 上加以改进。之后使用 Xilinx 生产的 Virtex-ML403 开发板实现整个设计,验证该方法的有效性,保证系统的稳定,在实 际应用的实现中有利于对资源有效的管理和合理的利用。     

可重构计算硬件平台的改进设计

针对现有可重构计算硬件平台配置时间长、灵活性受限的缺陷,提出一种改进设计。基于支持二维重构区域的Virtex-4现场可编程门阵列(FPGA)芯片,使重构模块放置更灵活、芯片面积利用率更高,通过将单片FPGA和外设集成在一块印刷电路板上,使系统的结构更紧凑,利用FPGA内嵌微处理器减轻通信和访存开销。调试结果表明,改进平台灵活性较高、功能和可扩展性更强。     

可重构体系结构的特征及应用

文章介绍了可重构体系结构的概念、特征和应用。着重介绍了可重构体系结构的分类及其适用领域,可重构计算系统的总体结构特征和可重构处理单元RPU的结构特征,对基于FPGA的可重构系统和其他可重构系统进行了比较,并总结了当前可重构体系结构的优点以及存在的问题。     

FPGA动态部分可重构技术概述

可重构计算是一种新的计算结构,它将通用处理器和专用集成电路的优点结合起来,具有灵活、高效的特点。FPGA的动态部分可重构是指在系统运行中对FPGA的部分逻辑资源实现动态的功能变换,从而提高数字系统集成度、增强灵活性、提升容错能力,同时降低成本和功耗。本文主要介绍FPGA动态部分可重构的原理以及实现动态部分可重构的方法,并着重分析4种常用的实现方法;介绍FPGA动态部分可重构技术目前在国内外的最新发展和应用;对FPGA动态部分可重构的未来研究发展方向做简单介绍。      

基于FPGA的可重构系统的应用

基于FPGA的可重构系统的出现,引发了计算和数字逻辑样式的变革。作为逻辑仿真系统,它的仿真速度比软件仿真要快数个量级;作为用户计算机,它在多种类型的应用实现中获得高效率的系统性能;作为多模式系统,它节省了硬件开支,并提供了真正意义上的通用硬件。     

FPGA动态可重构理论及其研究进展

近年来,随着微电子技术和计算机技术的发展,尤其是大规模现场可编程门阵列FPGA的出现,实时电路重构技术逐渐成为国际学术界的研究热点;基于FPGA的重构系统具有自适应、自主修复特性,在空间应用中具有非常重要的作用;文章介绍了基于FP-GA动态可重构技术的原理、分类,重点讨论了动态可重构的实现方法及两种技术,并给出了系统重构设计的流程,同时,介绍了基于FPGA动态可重构技术已取得的成功应用,最后展望了FPGA动态可重构技术的发展前景,并指出了有待解决的问题.     

RESSP:基于FPGA的可重构SDN交换结构

SDN采用转发与控制分离的架构和集中的控制管理机制,可有效满足不同网络中不同粒度的管理控制需求。当高校科研人员进行SDN的教学和创新实验时,需要一个处理过程可感且可重新编程的数据平面来支持原理展示和自主研究。然而,传统ASIC交换机的内部实现流程不透明且转发查表架构固定,软件交换机的处理性能较低,因此无法充分支持数据平面的研究。目前,通过FPGA设计可编程数据平面,为满足不同科研场景下多样化的处理需求提供了一条可行路径。但是,在基于FPGA的可重构交换机架构和设计方法方面还缺少深入研究,主要表现在难以实现基于模块细粒度的SDN处理流程重构,现有工作复用程度低,同时无法为开源的SDN数据平面设计提供技术支持。为此,提出一种基于FPGA的SDN交换平面实现结构——RESSP(FPGA-based REconfigurable SDN Swi-tching Pipeline)。RESSP将报文处理流程拆解成多个可动态加载的模块,针对交换机具体的应用场景,利用FPGA可编程特性对硬件功能模块进行增加、删除或替换,从而针对实际需求设计出相应的报文处理逻辑。此外,基于RESSP实现了一个SDN交换机的原型系统MiniSwitch。MiniSwitch验证了RESSP在教学科研实验中快速重构所需SDN数据平面的可行性和可扩展性。     

可重构加密引擎设计及FPGA实现

针对网络安全加密系统中安全能力弱、开发成本高和实时能力差等问题,提出了一种基于FPGA的可重构加密引擎的设计方案,在详细论述了该加密引擎的总体设计结构的基础上,分析了FPGA实现中关键技术的解决方法。通过实验仿真表明：该引擎可以有效地提高FPGA器件的可重构性能,可重构资源比可以达到0.78,因此,该引擎在今后的嵌入式安全产品开发方面具有很好的速度和可重构应用前景。     

基于FPGA的多模块动态可重配置系统

提出了一种基于现场可编程门阵列FPGA的多模块动态可重配置系统平台,并在该平台上实现了一个多模块动态自重配置发射机系统.与传统的动态可重配置系统相比,多模块动态可重配置系统的各动态模块能够单独地进行重配置,重配置控制比较灵活,部分重配置比特流较小,所需的部分重配置比特流数量较少.     

基于FPGA动态部分重构的D/TMR系统设计

在空间环境中,系统的可靠性是保障系统正常运行的关键。针对此问题,提出了一种基于FPGA动态部分重构的D/TMR系统设计,正常工作时采用DMR系统,具有较低的面积开销和功耗;当系统出现故障时,利用FPGA部分动态重构技术切换为TMR系统,不需要额外的故障检测与定位电路,就可以保持系统功能的连续性与可靠性。经实验验证,该设计方案具有可行性。     

软件无线电中频数字化模块的FPGA设计实现

为了便于实施软件无线电系统中基带信号的处理,需对中频信号进行数字化下变频.论文构建了基于FPGA的数字下变频系统,该系统参照GSM系统标准,并与现有通信模式兼容.在该数字下变频系统中,数控振荡器采用坐标旋转矢量计算方法来实时计算所需的正、余弦样本值,以易于实现的流水线结构取代了传统的需占用的大量ROM资源的查找表.同时,通过多相结构的等效变换将抽取滤波模块以抽取滤波器来实现,并采用积分梳状(CIC)滤波器、CIC补偿滤波器、半带(HB)滤波器和FIR滤波器四级级联的结构.用Verilog语言实现了中频数字化系统模块的设计,QuartusⅡ和MATLAB的仿真结果都验证了设计的正确性和系统处理的实时性.     

基于FPGA的动态可重构体系结构研究

提出了一种基于FPGA的动态可重构系统的设计方案。该系统以协处理器的形式与LEON2通用处理器构成主/协处理器结构，并通过寄存器与网络来保存和传递数据流和配置流，实现了二者的优势互补。以具体实验对该方案进行了验证。     

基于可重构技术的DSP任务动态加载方法研究

针对国产异构多核微系统中DSP处理器任务的调度和启动的需求,基于可重构技术,提出了一种DSP任务动态加载方法。利用DSP处理器的HPI接口作为程序注入接口,在FPGA芯片中构建了具有总线隔离机制的配置通路,在SPARC V8处理器中以软件驱动的形式,实现了DSP任务动态加载。测试结果表明,所提出的DSP任务动态加载方法用时135 ms即可完成280 KB大小的程序注入及DSP处理器的任务加载,满足微系统的实时性需求。     

FPGA远程动态重构技术的研究

提出了一种FPGA远程动态重构的方法,结合FPGA动态重构技术和GSM通信技术来实现。利用GSM技术实现配置数据的无线传输,在单片机控制下将数据存储于CF卡中。在内嵌硬核微处理器PowerPC405控制下,FPGA通过内部配置存取端口读取CF卡中新的配置数据,对可重构区进行配置以实现新的功能。     

Programming dynamic reconfigurable systems

International Journal on Software Tools for Technology Transfer - DR-BIP is an extension of the BIP component framework intended for programming reconfigurable systems encompassing various aspects...     

动态相位调整技术在FPGA中的设计与实现

提出一种基于FPGA的动态相位调整实现方案。在高速数据传输接口中,由于数据窗缩小以及传输路径不一致,造成数据和时钟信号在FPGA的接收端发生位偏移和字偏移。动态相位调整技术根据当前各数据线物理状态,对各信号线动态进行去偏移操作,克服了静态相位调整中参数不可再调的缺点,使接口不断适应外部环境的变化,从而保证数据的可靠传输。