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新疆18选7开奖结:基于Xilinx Virtex-5-FXT中的APU简化汽车多媒体系统设计方案详解

? 2018年07月13日 08:36 ? 次阅读

新疆25选7走势 www.ve66b.cn 汽车多媒体系统面临着严峻的技术挑战:如何在漫长的整个产品寿命周期中实现系统的可升级性?轿车和卡车的寿命通常都在十年以上。这就使汽车多媒体系统难以跟上消费电子产品和移动通信标准迅速变化的步伐。在大多数情况下,只更新多媒体软件是不够的,甚至是不可能的。

许多应用,尤其是多媒体编解码器,还需要提高计算性能。然而,为将来的使用而设计具有“后备”计算能力的系统,既不经济,在技术上也不可行,因为许多技术变化是根本无法预见的。

一种解决方案是以某种方式随软件一起升级计算平台,使系统经过升级能够为附加的软件处理负荷提供足够的计算能力。您如果使用 Xilinx® Virtex®-5 FXT器件构建系统,就可以为PowerPC处理器的辅助处理单元 (APU) 增加专用的计算操作,从而为设计赋予更高的计算能力。

Missing Link电子公司致力于打造可重新配置的平台,以便将经久耐用的汽车和航天电子设备与迅速变化的消费和移动通信市场挂起勾来。我们相信,在Xilinx Virtex-5 FXT器件中,PowerPC处理器的APU是块宝。它为嵌入式系统设计人员提供的计算能力,在传统上只有自行定制ASSP器件的“大户”才有幸享用。既然赛灵思用户现在拥有这般可用资源,我们认为每个人都应该利用APU来优化自己的设计。

通过APU扩展指令集的基本原理设计人员想优化嵌入式系统时,通常是设法扩展处于设计核心位置的微处理器的指令集,以此来达到优化目的。从传统上讲这是最佳方案,因为嵌入式系统的复杂性在于设计的软件部分。您也可以增加专用的硬件???,直截了当地为设计赋予新功能。

不过,您可能会发现,增加指令的方法在弥补硬件变化方面具有某些显著的优越性,并且在一定程度上易于为设计人员所实现。例如,通过扩展指令,您可以更精细地优化设计。另外,扩展指令集通常不会干扰存储器访问,因此具有优化系统整体性能的可能性。尽管有个人、公司和学术研究机构发表过有关论著,然而对于不熟悉这种技法的任何人来说,扩展指令集都可能看似一种“魔术”。但实际上,这并非那么复杂。请试想您如何通过APU接口向PowerPC处理器的指令集增加某些相当简单的指令,以此来优化Virtex-5 FXT设计。

一般而言,要扩展嵌入式微处理器的指令集,您需要明白您是要进行软硬件两方面修改。首先,您要为系统增加硬件???,以完成专门的计算。这些计算是在 FPGA 结构中并行执行,而不是在软件中依次执行。用赛灵思公司的话来说,这些硬件??槌莆?ldquo;结构协处理???rdquo;,即FCM。您可以用VHDL或Verilog语言编写这些FCM,它们将在Virtex-5 FXT器件的FPGA结构中终结。您可以将一个或多个FCM连接到PowerPC处理器的APU接口。

下一步是调整软件代码,以便启用增加的指令。您有两种可选方法(假定您在用C语言编程)。第一种方法是修改C编译器,令其自动利用附加指令可施展功效的情形。我们把这种方法留给学术界和致力于ASSP的某些人。

第二种方法较为简洁,不必触及编译器,而是使用所谓编译器认识的函数。也就是说,我们要在软件代码中手动调用一个能使用这些附加指令的C宏或C函数。

无论使用哪种方法,我们都必须调整汇编器,使其支持新指令。幸好,赛灵思公司在嵌入式开发套件 (EDK) 中包括了PowerPC的编译器和汇编器,它们已经支持这些附加指令。PowerPC遇到这些新指令时,迅速察觉它们不是其原指令集的组成部分,进而将它们交给APU予以处理。赛灵思公司已将APU配置成解译这些指令,为相应的FCM提供运算元数据,然后让FCM执行计算。

如果这一步妥善完成,则软件在运行时需要的指令就会较少。因此,我们无需提高CPU的时钟频率(这可能造成其他麻烦),就可以从设计中获得更多计算能力。

之所以使用APU,而不是通过PLB总线将硬件??榱拥轿⒋砥?,主要是因为PowerPC处理器与APU/FCM之间的较大带宽和较短延迟。另一优越性在于,系统需要通过PLB总线来快速访问外设,而APU不依赖CPU对外设的接口,因此不会增加PLB总线的负担。

APU为PowerPC与FCM之间提供多种接口方式。我们可以使用某种“加载存储指令”法,也可以使用“用户定义指令”(UDI) 法。赛灵思公司 的《用户指南》UG200 的第12章详细介绍了这些技法 ( )。

我们在示例中将使用UDI法,因为这种方法可以最大限度地控制系统,从而实现最高性能??梢源游颐堑耐鞠略厥纠杓?,网址是 。

示例设计描述

我们用增加一条UDI的方法扩展了PowerPC处理器的指令集,以执行复数乘法运算,这对于许多多媒体解码系统来说是一种简便易行的优化方法。EDK图显示了总体设计,包括如何通过APU将复数乘法器的FCM连接到PowerPC处理器,以及软件如何运用FCM。

基于Xilinx Virtex-5-FXT中的APU简化汽车多媒体系统设计方案详解

图 1 – EDK 处理器系统框图

我们选择复数乘法作为示例,是因其在流式媒体数据解码方面具有广泛的适用性,也是因其能够明确说明如何通过增加专用指令来利用 APU。

复数乘法的定义是,两复数相乘,二者各有一个实值和一个虚值。

(a_R + j a_I, where j*j = -1):

(a_R + j a_I) * (b_R + j b_I) =

(a_R * b_R - a_I * b_I) + j (a_I * b_R + a_

R * b_I)

为提高效率,复数乘法硬件??椋╟mplxmul) 分三级执行乘法运算。这样,便可在这种多周期的实现中仅使用两个乘法器和两个加法器,从而节省硬件资源。图2所示为复数乘法FCM的框图(草图形式)。

基于Xilinx Virtex-5-FXT中的APU简化汽车多媒体系统设计方案详解

图 2 – 复数乘法协处理器设计如此容易,在坐标纸上即可完成

如cmplxmul.vhd中的VHDL代码所示,我们在三个时钟周期中完成复数乘法运算。我们在文件cmplxmul.vhd中实现了用来完成此复数乘法运算的FCM。文件fcmcmul.vhd提供了FCM/APU接口的封装,用来将FCM连接到APU。如我们将在分步指南(请见侧条)中所示,当使用UDI法时,您可以用此封装用作为模板,将自己的FCM连接到APU(“加载存储指令”法需要不同的互连方式)。

我们用Xilinx EDK/XPS 10.1.02通过使用Xilinx ISE® 10.1.02来综合了我们的设计。我们用ModelSim 6.3d SE对设计进行了仿真和测试。

通过增加专用于硬件加速和协处理的用户定义指令,Xilinx Virtex-5 FXT器件中所含PowerPC处理器的APU让嵌入式软件工程师能够以非常高效的方式加速其系统。以本文所述示例设计为起点,您就会发现掌控 APU 易如反掌,让您无需使用专用工具就能大大提高自家设计的性能。

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AMD正在秘密准备两款新APU  TDP热功耗仅...

介绍一下xilinx的开发软件vivado的仿真...

本文介绍一下xilinx的开发软件 vivado 的仿真模式, vivado的仿真暂分为五种仿真模式...

发表于 2018-05-29 13:46 ? 1433次阅读
介绍一下xilinx的开发软件vivado的仿真...

简谈Altera和Xilinx的FPGA区别

大家好,又到了每日学习的时间了,最近有很多人再问我学习FPGA到底是选择Altera的还是xilin...

发表于 2018-05-29 10:41 ? 1698次阅读
简谈Altera和Xilinx的FPGA区别

Xilinx FPGA开发工具总结

在xilinx下每种操作其实都对应着一种工具,逻辑综合,网表与constraint fie的合并,布...

发表于 2018-05-28 11:42 ? 911次阅读
Xilinx FPGA开发工具总结

xilinx FPGA bit 文件加密

大家好,今天咱们聊聊 xilinx FPGA bit 文件加密 ,当你的项目终于做完了,到了发布的关...

发表于 2018-05-28 11:37 ? 672次阅读
xilinx FPGA bit 文件加密

XILINX Zynq-7000, Indust...

XILINX Zynq-7000, Industrial & Medical Imaging Dem...

发表于 2018-05-25 15:49 ? 285次阅读
XILINX Zynq-7000, Indust...

Xilinx7系列GTZ(高达28.05Gb_s...

Xilinx7系列GTZ(高达28.05Gb_s)高速串行收发器性能与兼容性演示。

发表于 2018-05-24 17:54 ? 481次阅读
Xilinx7系列GTZ(高达28.05Gb_s...

237-基于Xilinx Kintex-7 XC7K325T 的FMC/千兆以太网/SATA/四路光纤数据转发卡

发表于 2018-05-24 17:20 ? 215次阅读
237-基于Xilinx Kintex-7 XC7K325T 的FMC/千兆以太网/SATA/四路光纤数据转发卡

FPGA设计中为什么自适应均衡器是收发器设计关键...

在,大家都认为串行链路的构建难度大,尤其是对10Gb以上的系统,您必须解决系统中的插入损耗,反射串扰...

发表于 2018-05-24 16:52 ? 472次阅读
FPGA设计中为什么自适应均衡器是收发器设计关键...

应用于智能无线网络的Smarter Soluti...

移动IP的使用呈爆炸式增长态势,据国际电信联盟(ITU),信息与通信技术(ICT)报告称,在2000...

发表于 2018-05-24 16:51 ? 356次阅读
应用于智能无线网络的Smarter Soluti...

Zynq-7000 Extensible Pro...

Zynq-7000 Extensible Processing Platform in Action

发表于 2018-05-24 16:47 ? 279次阅读
Zynq-7000 Extensible Pro...

在ZedBoard上实现POWERLINK主从方...

真正的开源技术,基于Zynq-7000的软件与硬件灵活性,适用于工业控制和工业实时以太网的POWER...

发表于 2018-05-24 16:02 ? 332次阅读
在ZedBoard上实现POWERLINK主从方...

Xilinx FPGA在仪器仪表中的应用

2013首届仪器仪表器件选型技术研讨会(//www.eepw.com.cn/event/a...

发表于 2018-05-24 15:53 ? 702次阅读
Xilinx FPGA在仪器仪表中的应用

ZING SoM——业界最小Zynq系统开发???..

Zynq-7000 ZING SOM开发??檠菔?/p>

发表于 2018-05-24 15:47 ? 337次阅读
ZING SoM——业界最小Zynq系统开发???..

如何使用XILINX方案提高马达控制驱动性能

使用XILINX方案提高马达控制驱动性能

发表于 2018-05-24 15:12 ? 321次阅读
如何使用XILINX方案提高马达控制驱动性能

采用Zynq实现马达控制驱动方案技术讲解

采用Z7020实现的高性能马达控制可以又小地减少振动和电磁干扰。Zynq-7000软件/硬件架构可以...

发表于 2018-05-24 15:12 ? 354次阅读
采用Zynq实现马达控制驱动方案技术讲解

赛灵思Virtex-7 GTX收发器演示

赛灵思Virtex-7 GTX收发器演示

发表于 2018-05-24 13:49 ? 727次阅读
赛灵思Virtex-7 GTX收发器演示

利用 AccelDSP 和 System Gen...

此次为期30分钟的视频演示介绍了 Xilinx 提供的 DSP 设计工具。我们从带有浮点 MATLA...

发表于 2018-05-24 13:47 ? 808次阅读
利用 AccelDSP 和 System Gen...

比较 Xilinx? Virtex?-7FPGA...

设计人员呼吁提升10G+ 芯片到芯片和背板性能, 依赖接收机均衡来补偿信号失真。观看视频, 并排比较...

发表于 2018-05-23 15:47 ? 492次阅读
比较 Xilinx? Virtex?-7FPGA...

Vivado UltraFast设计方法中文版讲...

这个培训将会深度介绍适于Xililnx 可编程门阵列的HDL代码风格, 产生和验证时序约束的正确方法...

发表于 2018-05-23 15:47 ? 584次阅读
Vivado UltraFast设计方法中文版讲...

XILINX推出All Programmable...

Xilinx 宣布启动一项将软件、模型、平台和基于 IP 的设计环境融为一体的抽象化计划,致力于让系...

发表于 2018-05-23 15:47 ? 491次阅读
XILINX推出All Programmable...

【PlanAhead 13.1教程】Design...

教您如使用PlanAhead 13.1进行设计应用,通过一个设计程序,来体验PlanAhead的功能...

发表于 2018-05-22 13:47 ? 264次阅读
【PlanAhead 13.1教程】Design...

Xilinx公司Virtex-7 X690T G...

Xilinx公司介绍Virtex-7 X690T GTH Demo。

发表于 2018-05-22 13:47 ? 326次阅读
Xilinx公司Virtex-7 X690T G...

赛灵思为各企业提供的专业的关于Xilinx的资源...

介绍赛灵思为各企业提供的专业的关于Xilinx的资源培训,以及课程内容

发表于 2018-05-22 13:47 ? 211次阅读
赛灵思为各企业提供的专业的关于Xilinx的资源...

Vivado,license的问题一直不能解决怎么办?

发表于 2018-04-25 22:01 ? 680次阅读
Vivado,license的问题一直不能解决怎么办?
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