基于國(guó)产(chǎn)龙芯3A处理(lǐ)器和FPGA器件实现可(kě)重构计算机的设计
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作(zuò)者:admin 发布时间:2020-09-27 17:20
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当前國(guó)际先进抗恶劣环境计算机相关产(chǎn)品的具(jù)有(yǒu)一个显着特征,即采用(yòng)由超大规模FPGA实现的可(kě)定制技(jì )术,利用(yòng)FPGA器件中(zhōng)专门设计的硬件乘法器、乘加结构、DSP块等硬件资源和通用(yòng)的逻辑单元作(zuò)為(wèi)运算的硬件基础,以任務(wù)的流水划分(fēn)和阶段处理(lǐ)為(wèi)手段,实现CPU、DSP的计算技(jì )术的重要补充功能(néng)。國(guó)外此类超大规模FPGA以Altera Stratix-x系列、Xilinx Virtex-x系列為(wèi)主,相关产(chǎn)品中(zhōng)大都為(wèi)Xilinx Virtexx系列FPGA,如GE Fanuc的SBC330、SBC610和Curtiss-Wright的VPX6-185等硬件模块均采用(yòng)了Xilinx Virtex-x系列FPGA,目前各家公(gōng)司正在推出集成更多(duō)数量和更大规模的异构技(jì )术产(chǎn)品,如Curtiss-Wright的CHAMP-FX2使用(yòng)了双路超大规模Virtex-5以实现功能(néng)高可(kě)伸缩的定制技(jì )术。 在國(guó)内,抗恶劣环境计算机产(chǎn)品主要以通用(yòng)计算机為(wèi)主,一般采用(yòng)CompactPCI、VME等总線(xiàn),使用(yòng)1个单核或双核CPU,系统性能(néng)较低。这些计算机通用(yòng)性不强、种类多(duō)、开发成本高、可(kě)重用(yòng)性弱、质(zhì)量保证难度大、资源利用(yòng)率不高。而且这些计算机一般是使用(yòng)國(guó)外的集成電(diàn)路设计实现,其关键的功能(néng)核心部分(fēn)仍然无法实现自主可(kě)控。 随着我國(guó)在國(guó)产(chǎn)基础软硬件方面的投入不断加大以及國(guó)家政策的指导,國(guó)产(chǎn)基础软硬件发展迅速,已接近國(guó)外同期水平。國(guó)内处理(lǐ)器技(jì )术的研究正不断深入,多(duō)核技(jì )术也已被纳入相应的发展路線(xiàn)图。中(zhōng)國(guó)科(kē)學(xué)院计算技(jì )术研究所于2009年底推出龙芯3号处理(lǐ)器,龙芯3号片内集成4个处理(lǐ)器核,处理(lǐ)器主频1GHz以上。当前,國(guó)内基于FPGA的应用(yòng)已相当成熟,尽管目前的抗恶劣环境计算机没有(yǒu)采用(yòng)可(kě)定制技(jì )术,但几乎都集成了Altera或Xilinx FPGA的应用(yòng),如功能(néng)扩展模块、总線(xiàn)接口模块等,國(guó)内相关厂商(shāng)已掌握时序逻辑定制技(jì )术、IP核的简单复用(yòng)和实现技(jì )术等FPGA 应用(yòng)的关键技(jì )术,已具(jù)备较深厚的可(kě)定制实现技(jì )术基础。 |