Σχεδίαση Συνεπεξεργαστή Σε Αρχιτεκτονική Σύστημα Σε Ψηφίδα (soc) Με Τεχνικές Σύνθεσης Συμπεριφοράς

Abstract

Αντικείμενο της διπλωματικής εργασίας αποτελεί η σχεδίαση και η υλοποίηση, ενσωματωμένων συστημάτων με την βοήθεια της ομάδας εργαλείων του Embedded Development Kit (EDK), της Xilinx. Περιγράφονται κατ’ αρχήν κάποιες απλές εφαρμογές. Έπειτα η κατασκευή ενός φίλτρου FIR και η συνεχής λειτουργία του με την βοήθεια του MicroBlaze και της σειριακής θύρας. Τέλος δίνεται έμφαση σε όλα τα στάδια υλοποίησης ενός φίλτρου συμπίεσης jpeg. Εκτός από το EDK, χρησιμοποιήθηκαν, από την ίδια εταιρία, το Integrated Software Environment (ISE), το ChipScope Pro και το Core Generator. Τέλος για τις ανάγκες της παρουσίασης της διπλωματικής έγινε χρήση του MATLAB της MathWorks για την εύρεση των φίλτρων που χρησιμοποιήθηκαν και του Labview της National Instruments για την παρουσίαση των αποτελεσμάτων της λειτουργίας των φίλτρων. Τα συστήματα που θα παρουσιαστούν σε αυτό το σύγγραμμα, υλοποιήθηκαν στην Spartan-3 Starter Kit της Xilinx, που φέρει το FPGA Spartan-3, της Xilinx επίσης. Ο μικροεπεξεργαστής που υλοποιήθηκε και χρησιμοποιήθηκε είναι ο MicroBlaze, τα πνευματικά δικαιώματα του οποίου ανήκουν στην Xilinx.Η διπλωματική εργασία χωρίζεται σε έξι κεφάλαια. Στο πρώτο κεφάλαιο αναφέρονται επιγραμματικά κάποια στοιχεία για τα ενσωματωμένα συστήματα. Στο δεύτερο κεφάλαιο βρίσκεται μια περιγραφή των κυριότερων στοιχείων του επεξεργαστή MicroBlaze, καθώς και μια λεπτομερής περιγραφή του διαδρόμου FSL του Microblaze. Στο κεφάλαιο τρία παρουσιάζεται η κάρτα που χρησιμοποιήθηκε για την υλοποίηση των ενσωματωμένων συστημάτων, τα οποία σχεδιάστηκαν και συντέθηκαν με την βοήθεια των εργαλείων του EDK, τα κυριότερα από τα οποία παρουσιάζονται στο κεφάλαιο τέσσερα. Στο πέμπτο κεφάλαιο περιγράφονται καποια από τα εργαλεία και βιβλιοθήκες της Xilinx που υποστηρίζει το EDK. Τέλος στο έκτο κεφάλαιο αναλύονται τα βήματα που ακολουθήθηκαν για τον σχεδιασμό και την υλοποίηση των συστημάτων, που όπως έχει ήδη αναφερθεί χωρίζονται κάποιες απλές εφαρμογές, ένα φίλτρο FIR 6 στοιχείων και ένα φίλτρο συμπίεσης jpeg.