與CPU松耦合的外圍電路設(shè)計(jì)模式研究.pdf

1、本文的研究?jī)?nèi)容是與CPU松耦合的外圍電路設(shè)計(jì)模式的原理和實(shí)現(xiàn)。其目的在于針對(duì)傳統(tǒng)電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)中以CPU為核心的緊耦合模式帶來的CPU性能瓶頸和軟硬件設(shè)計(jì)相關(guān)性問題，提出一種新的外圍電路設(shè)計(jì)模式，以應(yīng)對(duì)日益增長(zhǎng)的外設(shè)應(yīng)用，提升系統(tǒng)的性能，降低系統(tǒng)成本。 這種與CPU松耦合的外圍電路設(shè)計(jì)模式是在可編程邏輯技術(shù)的基礎(chǔ)上建立起來的。本文通過可編程邏輯技術(shù)研究、與CPU松耦合的外圍電路設(shè)計(jì)模式理論研究、工程案例實(shí)現(xiàn)三步對(duì)這一設(shè)計(jì)思想的原理

2、和實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了詳細(xì)的描述。 首先，文章對(duì)可編程邏輯技術(shù)的成果進(jìn)行了研究和總結(jié)，重點(diǎn)對(duì)可編程邏輯技術(shù)的原理、HDL語言的現(xiàn)狀和PLD配置下載技術(shù)進(jìn)行了闡述。 然后，文章全面展開了與CPU松耦合的外圍電路設(shè)計(jì)模式的理論分析和技術(shù)研究。通過對(duì)外圍電路概念和作用的分析，文章從理論上確立了外圍電路和CPU核心電路的劃分意義及各自的設(shè)計(jì)目標(biāo)。隨后文章總結(jié)了傳統(tǒng)緊耦合設(shè)計(jì)模式的特點(diǎn)，指出緊耦合模式下外圍電路與CPU的過于緊密的耦合結(jié)構(gòu)使

3、得整個(gè)系統(tǒng)從硬件結(jié)構(gòu)、業(yè)務(wù)承載、設(shè)計(jì)開發(fā)到軟硬件協(xié)同等各方面的性能都受到牽制，最終導(dǎo)致了系統(tǒng)整體性能的低下。針對(duì)緊耦合模式的這一原理性缺陷，文章提出了解決方案——與CPU松耦合的外圍電路設(shè)計(jì)模式。通過在CPU和外圍硬件電路之間引入一個(gè)可編程邏輯層，可以最大限度地降低外圍電路和CPU之間的耦合度和依賴關(guān)系，提高系統(tǒng)的并發(fā)度和處理效率，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的層次化處理，從而消除CPU的性能瓶頸，降低軟硬件設(shè)計(jì)和協(xié)同的復(fù)雜度。文中對(duì)實(shí)現(xiàn)松耦合設(shè)計(jì)模式的三

4、項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)逐項(xiàng)進(jìn)行了介紹，并展開了理論分析和比較總結(jié)。在理論研究的末尾，文章從原理上比較得出了與CPU松耦合的外圍電路設(shè)計(jì)模式相對(duì)于傳統(tǒng)緊耦合設(shè)計(jì)模式的七大優(yōu)點(diǎn)。 最后，文章采用一系列工程實(shí)踐中的實(shí)際案例對(duì)松耦合模式進(jìn)行了驗(yàn)證。通過同一實(shí)例的緊耦合模式實(shí)現(xiàn)方案和松耦合模式實(shí)現(xiàn)方案的比較，從硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)，靜態(tài)性能和動(dòng)態(tài)性能，電路層面和業(yè)務(wù)層面多個(gè)方面，全方位地展示了松耦合模式相對(duì)于傳統(tǒng)緊耦合設(shè)計(jì)模式在外圍電路設(shè)計(jì)上的明顯優(yōu)勢(shì)