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基于FPGA的可重构系统结构分析

2020-02-02 11:19发布

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基于FPGA的可重构系统结构分析

由于可重构系统的研究历史很短，目前尚未形成标准的结构形式，在此仅根据已有的应用做初步分析。

　　按重构的粒度和方式，可重构系统可以粗略地分为两种。一种是粗粒度重构单元的模块级重构，即重构时改变某一个或若干个子模块的结构。此时不仅电路逻辑改变，连线资源也重新分配。重构所需的电路输出配置信息事先由编译软件生成。通常重构时系统需要暂停工作，待重构完成后再继续。这种重构系统设计简单，但灵活性不足，且有时不能完全发挥出硬件运算的效率。较适合应用于嵌入式系统中。

　　另一种细粒度的重构单元的元件级重构，即重构时仅改变若干元件的逻辑功能。通常情况下重构时连线资源的分配状况不作修改，重构所需的电路配置信息在系统运行过程中动态产生。重构时系统可以边重构边工作。这种重构系统设计复杂，但灵活性大，能充分发挥出硬件运算的效率，较适合高速数字滤波器、演化计算、定制计算等方面的应用。

　　从现有的可重构系统组织结构看，可以根据应用类型加以区分，在中低端应用中，主要采用通用微处理器MPU（MCU/DSP）+FPGA形式；在高端应用中，主要采用处理器集成型，即将处理器、存储器、I/O口、LVDS、CDR等系统设计需要的资源集成到一个FPGA芯片上，构建成一个可编程的片上系统SoPC（System on Programmable Chip）
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