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《哈尔滨工程大学》 2008年
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基于Bitstream的演化硬件适应度评估技术研究

关琳  
【摘要】: 随着单芯片集成度不断提高至接近十亿量级,传统的基于EDA工具软件的人工设计方法所能提供的设计能力越来越达不到市场的要求,演化硬件作为一种有希望的解决方案成为了计算机体系结构和电子设计自动化领域的研究热点。而支持动态部分可重构技术的FPGA器件的出现,为演化硬件的不断发展提供了良好的研究和设计平台。 本文研究了基于Bitstream技术的动态部分可重构FPGA的演化硬件技术,并基于Xilinx公司的Virtex-Ⅱpro系列FPGA设计了演化硬件模型,称之为B-Chameleon平台。 本文首先分析了演化硬件适应度评估的要求,根据其对速度的要求,决定采用动态部分可重构技术来实现这一目标。然后分析了动态部分可重构技术的原理,详细分析了Virtex-Ⅱpro系列FPGA所支持的三种主要的重构方式。由于基于Bitstream的技术相比于模块化技术和基于硬件宏差异技术更加灵活且生成的下载位串更少,重构速度更快,因而更加适合演化硬件应用。 接下来本文根据实际情况,分析了实验所用平台的Bitstream的结构,设计了B-Chameleon平台原型,将基于Bitstream的动态可重构技术应用到演化硬件的适应度评估中。首先,将演化硬件的适应度评估过程分解为回读、过滤、修改、配置和测试五个功能模块并分析了使用该平台的耗时和评估的精确性;然后,为验证设计的正确性,基于Xilinx公司的XUP系列FPGA开发板对所设计B-Chameleon平台原型的Bitstream的配置和回读进行了实验验证。为避免非法的Bitstream对器件可能造成的损坏,对过滤Bitstream的相关算法进行了分析。
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TN791

【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 王婷;基于演化硬件的可重构技术研究[D];解放军信息工程大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨波;徐渊;朱明程;李广军;;一种改进的遗传算法进化有限状态机[J];电子科技大学学报;2007年02期
2 吴会丛;王晓红;宋学军;刘尚合;;演化硬件(EHW)的研究进展[J];河北工业科技;2007年01期
3 李仁发,周祖德,陈幼平,徐成,李方敏;可重构计算的硬件结构[J];计算机研究与发展;2003年03期
4 安军社,李扬,刘艳秋,张健,周盛雨,孙辉先,何华灿;一种高性能、高可靠、可重构计算机的设计与实现[J];计算机工程;2004年19期
5 曲芳,蒋炎河;基于TCP/IP的硬件远程重构[J];计算机工程;2004年S1期
6 周盛雨;孙辉先;陈晓敏;安军社;张健;;实现FPGA回读功能的可重构系统设计[J];计算机工程;2007年12期
7 康立山,何巍,陈毓屏;用函数型可编程器件实现演化硬件[J];计算机学报;1999年07期
8 罗毅辉;李仁发;熊曙初;;一种可重构计算系统设计与实现[J];计算机应用研究;2006年01期
9 罗毅辉,李仁发,熊曙初;可重构计算系统的研究与应用[J];计算机测量与控制;2005年08期
10 原亮;杨文飞;张政保;吴彩华;;使用常规IC的演化硬件电路设计实例[J];计算机测量与控制;2006年11期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 尹勇生;可重构多流水计算系统研究[D];合肥工业大学;2006年
2 罗赛;可重构计算系统体系结构研究与实现[D];中国科学技术大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 尚丽娜;FPGA动态可重构研究[D];浙江大学;2006年
2 白永强;面向多媒体的粗粒度可重构处理单元的结构研究[D];西北工业大学;2006年
3 朱凯科;FPGA动态可重构设计方法研究[D];浙江大学;2006年
4 魏刚;基于FPGA的可重构系统设计[D];北京化工大学;2006年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 方潜生;硬件进化(EHW)的研究与进展[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2004年06期
2 王洪刚;齐爱学;;进化型硬件及其构成[J];滨州学院学报;2006年03期
3 吴江;唐常杰;李太勇;李自力;刘洋洋;;基于多目标基因表达式编程的电路演化算法[J];吉林大学学报(信息科学版);2011年03期
4 王强;王友仁;王永明;;基于场景匹配与可重构技术的自适应道路检测[J];传感器与微系统;2006年01期
5 刘松涛;周晓东;杨绍清;;图像融合系统研究现状[J];电光与控制;2007年05期
6 杨波;徐渊;朱明程;李广军;;一种改进的遗传算法进化有限状态机[J];电子科技大学学报;2007年02期
7 潘兴武;吕志强;;基于可穿戴计算机的动态重构硬件模块设计[J];电子科技大学学报;2010年S1期
8 赵曙光,杨万海,刘贵喜;基于进化的电路自动设计方法[J];电路与系统学报;2002年01期
9 介素静;孙吉利;张平;;Leon3软核的FPGA SelectMap接口配置设计[J];单片机与嵌入式系统应用;2011年05期
10 杨力森;;可重构技术在电力系统实时计算中的应用[J];电气传动自动化;2009年06期
中国重要会议论文全文数据库 前6条
1 杨益;方潜生;汪力君;;基于Handel-C的数字芯片的设计方法研究与实现[A];2005年“数字安徽”博士科技论坛论文集[C];2005年
2 李杰;周璇;范圣海;辛明瑞;;面向深空探测的可重构硬件分类技术研究[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第八届学术年会论文集(下篇)[C];2011年
3 孙朝阳;孙志华;黄术东;;虚拟可重构电路结构对进化速度影响的研究[A];2009通信理论与技术新发展——第十四届全国青年通信学术会议论文集[C];2009年
4 窦建华;张军;赵烨;;基于EHW的电路进化设计方法的研究[A];全国第19届计算机技术与应用(CACIS)学术会议论文集(上册)[C];2008年
5 张健;安军社;汪大兴;;基于国产CPU的航天用计算机的研制[A];中国空间科学学会空间探测专业委员会第十七次学术会议论文集[C];2004年
6 苑爱博;鲁新平;李吉成;张志龙;杨卫平;;基于FPGA和双DSP的高速视频图像处理系统设计[A];第九届全国光电技术学术交流会论文集(下册)[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 赵爽;应用于无线通信基带算法的可重构处理平台及典型算法实现[D];复旦大学;2010年
2 黄万伟;基于服务属性区分的可重构任务调度研究[D];解放军信息工程大学;2009年
3 瞿进;可重构系统软硬功能划分及任务调度技术研究[D];解放军信息工程大学;2011年
4 王侃文;领域专用可重构计算结构研究[D];复旦大学;2011年
5 鲍晓宇;相控阵超声检测系统及其关键技术的研究[D];清华大学;2003年
6 宋宇鲲;动态可重构协处理器研究[D];合肥工业大学;2006年
7 罗赛;可重构计算系统体系结构研究与实现[D];中国科学技术大学;2006年
8 林勇;基于进化型硬件的容错方法研究[D];中国科学技术大学;2007年
9 杜高明;MPSoC-NoC多核体系结构及原型芯片实现技术研究[D];合肥工业大学;2007年
10 周盛雨;基于FPGA的动态部分重构系统实现[D];中国科学院研究生院(空间科学与应用研究中心);2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 司继渊;一种基于FPGA的可演化CPU的设计与实现[D];北京交通大学;2010年
2 郭倩;宽带接收机前端射频电路设计[D];北京交通大学;2010年
3 李文君;DES、AES和SMS4密码算法的高效可重构实现研究[D];解放军信息工程大学;2010年
4 王玉良;面向密码算法的粗粒度可重构结构研究与设计[D];解放军信息工程大学;2010年
5 李烽;混合重构系统构件的模型设计及空间搜索算法研究[D];解放军信息工程大学;2010年
6 邓朋法;基于FPGA的可重构SHA安全芯片设计[D];大连海事大学;2011年
7 史卫东;基于演化硬件技术的进化算法研究[D];河北师范大学;2011年
8 张鹏程;基于FPGA运动目标检测系统的研究[D];中北大学;2011年
9 杨华秋;可进化硬件平台研究[D];复旦大学;2011年
10 周克城;基于FPGA的组合逻辑电路自动合成的硬件实现[D];武汉科技大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 朱明程,王静霞;数字系统设计研究中的进化硬件电路及应用前景[J];半导体技术;2001年08期
2 刘慧,朱明程;一种新型仿生硬件容错系统——胚胎电子系统[J];半导体技术;2002年05期
3 杨波;徐渊;朱明程;李广军;;一种改进的遗传算法进化有限状态机[J];电子科技大学学报;2007年02期
4 赵曙光,杨万海,刘贵喜;基于进化的电路自动设计方法[J];电路与系统学报;2002年01期
5 朱明程,温粤;FPGA动态可重构数字电路容错系统的研究[J];东南大学学报(自然科学版);2000年04期
6 赵曙光,刘贵喜,王军宁,杨万海;基于自适应遗传算法的模拟电路自动设计方法[J];电子学报;2004年04期
7 李玉峰;邱菡;兰巨龙;;可重构路由器研究的现状与展望[J];中国工程科学;2008年07期
8 平建军;王友仁;高桂军;孔德明;姚睿;张砦;;数字演化硬件的函数级在线进化技术研究[J];高技术通讯;2009年01期
9 康立山 ,刘溥 ,陈毓屏;函数优化异步并行演化算法[J];计算机研究与发展;2001年11期
10 王永明;王友仁;;演化硬件在图像边缘检测中的应用[J];计算机辅助工程;2005年04期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 彭伟民;基于线性变换的适应度函数及机器人进化计算研究[D];广东工业大学;2006年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李宏民,杨家德;基于DSP和USB的实时红外图像处理系统[J];半导体光电;2003年01期
2 朱明程,温粤;FPGA动态可重构数字电路容错系统的研究[J];东南大学学报(自然科学版);2000年04期
3 王旭东,刘渝;FIR的FPGA实现及其QuartusⅡ与MATLAB仿真[J];电子工程师;2004年05期
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5 张欢欢,邵志清,宋国新;基于幂表的并行加法器的归纳验证[J];电子学报;2003年06期
6 赵曙光,焦李成,王宇平,杨万海;基于均匀设计的多目标自适应遗传算法及应用[J];电子学报;2004年10期
7 兰海滨,罗鹏飞;卡尔曼滤波的心动阵列实现研究[J];国防科技大学学报;2000年01期
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10 戴春华;;基于FPGA的数字脉冲压缩技术[J];舰船电子对抗;2006年05期
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1 李元香;谢曼;郑波尽;张进波;杨怡伟;;演化硬件设计的改进演化程序[A];Systems Engineering, Systems Science and Complexity Research--Proceeding of 11th Annual Conference of Systems Engineering Society of China[C];2000年
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5 王婷;基于演化硬件的可重构技术研究[D];解放军信息工程大学;2012年
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7 贺传峰;基于FPGA的甚短距离高速并行光传输系统研究[D];天津大学;2005年
8 孙康;可重构计算相关技术研究[D];浙江大学;2007年
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10 王宇旸;基于可重构计算技术的图像识别与分类系统研究[D];中国科学技术大学;2009年
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2 卢俊文;基于可重构计算技术的车载GPS终端的设计与实现[D];青岛大学;2008年
3 刘倩;高速低成本可重构FFT处理器的设计与实现[D];电子科技大学;2008年
4 赵亮;基于FPGA的SOC设计方法实现进化硬件的研究[D];合肥工业大学;2009年
5 郭志勇;基于SOPC技术的手持式数字存储示波表硬件设计[D];电子科技大学;2005年
6 范雪;无源OLED256级灰度的子场控制技术方案的研究[D];电子科技大学;2005年
7 魏云龙;动态可重构计算及演化硬件的研究与应用[D];福州大学;2005年
8 吴志旺;ECT系统高速数据采集控制技术的研究[D];天津科技大学;2005年
9 赵伟;基于FPGA实现非均匀划分信道化接收机的研究[D];大连海事大学;2007年
10 张正;基于FPGA的氢原子钟分频钟的设计[D];中国科学院研究生院(国家授时中心);2008年
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