1、 PDF外文：http:/ 中文 3387 字 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 外 文 文 献 翻 译 毕业设计（论文）题目 翻译题目 FPGA-based embedded system design 基于 FPGA 的嵌入式系统设计 学 院 自动化 专 业 电气工程与自动化 姓 名 班 级 学 &nbs
2、p; 号 指导教师 基于 FPGA 的嵌 入式系统设计 1 摘要 自从最新的 IC 技术支持了集成在单一硅芯片上的带有专用逻辑功能的软硬件CPU 一体化以后，随即带领 FPGA 进入 了 嵌入式系统设计 中，并且引起了 创新 的 设计方 法 。在本论文中，主要对嵌入式系统设计进行了介绍和对基于 FPGA 的 SOPC 的发展进行了讨论。 这套 基于 FPGA 的嵌入式系统可以包含微处理器的 IP 内核并支持嵌入式操作系统。 并将以混合设计流程和数据传输 /接收转换器之间的串行端口和网路接口最为一个设计实例。 1.
3、 引言 嵌入式系统通常是指结合硬件和软件设计 的 非 PC 系统。一般说来， 它由嵌入式微处理器（ 8 位， 16 位或 32 位），存储产品及外设 ， 嵌入式操作系统（实时和多任务）和应用 软件 组成。 嵌入式系统 在很多地方 都可以 找到 消费类电子产品，家用电器，商业设备，汽车等 。设 计 基于计算机技术，但 又 侧重于特定的应用而不是一般的 CPU处理 。它的硬件和软件都具有可扩展性并 可 依据 功能性，可靠性，成本，体积和耗电量 来定制。 由于可编程逻辑取得了某种程度的一体化，足以把整个系统或几个系统纳入一个单一的硅芯片，实现系统的裂开级可编程芯片（ &nbs
4、p;SOPC 的）的设计正在改变的演变的嵌入式系统。合并的现场可编程门阵列（ FPGA ）技术和嵌入式系统设计对传统的设计方法 产生了 很大 的影响。 把 更多的关注放在 了 硬件和软件分区，协同设计和协同验证，系统集成， IP 复用等 上面。 本论文中，在第二小节的嵌入式系统概述 中主要介绍了其主要特点，嵌入式处理器和嵌入式操作系统。第三节中，主要对 硬件和软件共同设计流程和基于 FPGA 的嵌入式系统设计流程 进行了说明，并 给出 了 相应的 数据收 /发转换 的 例子。 最后，在第四节中针对讨论内容提出了一些论点。 2. 嵌入式
5、系统概述 A. 嵌入式系统的主要特点 嵌入式系统有一些共同的特点，区别于其他计算系统 1 ： 小型系统内核。大多数嵌入式系统严格限制的设计指标。系统资源相对有限，该系统的核心是远远小于传统的作业系统（操作系统）。例如，奥斯陆证券交易所的大小分配系统 ENEA 公司只有 5KB。 特定 功能。嵌入式系统有着特殊应用。它并不要求太多的在系统说明下的完整功能。相反， 桌面系统执行各种程序的一般处理 ，这对于 以嵌入式系统的
6、 1 Fuming Sun, Xiaoying Li, Qin Wang, Chunlin Tang, Circuits and Systems, 2008. APCCAS 2008. IEEE Asia Pacific Conference Page(s):733-736 成本控制和安全系统 来说件好事。 实时业务特性。
7、 许多嵌入式系统必须不断变化的反应系统的计算环境和一定的成果，必须实时，不 能有延时 。高性能实时操作系统（ RTOS ）是 嵌入式系统 的 基本的和重要的要求。 B. 嵌入式系统 的硬件和软件 在嵌入式硬件，其核心部分是嵌入式微处理器。目前， 在世界 上 有超过千种嵌入式处理器和 超过 30 多个 流行的架构，其中英特尔 公司的 MCS-8051 占了 绝大多数。近年来 ，小批量，高性能与低功耗成为 了 嵌入式系统设计的考虑 的主导因素 。 专业的知识产权（ IP）核心供应商如 ARM， MIPS。 是 提供高品质的嵌入式核心的半导体制造商，其中各种不同设
8、备上的 适用于各种领域 的 芯片被广泛生产。 比如说， ARM7， ARM9，和 ARM11 这些 16/32 位的精简指令级处理器 2(ARM公司 )在手机 和 PDA 以及拥有 全球第三方合作伙伴 的 多媒体音频 /视频设备 中有着广泛的应用。 它事实上 已经 成为 了一种 工业标准。 MIPS 公司，是 另一个 提供 高质量 32/64位嵌入式处理器 的厂 商， IBM 的 PowerPC 系列 同时拥有 通用处理器和嵌入式控制器，并 拥有广泛的应用领域 ， 从高端工作站，服务器与台式计算机， 和 来自消费者水平的大型电子通讯设备。 其他流行的微处理器包括英特尔的 x86 ，
9、摩托罗拉的冷火等 。 嵌入式系统的软件主要由操作系统及应用软件 组成 。嵌入式操作系统的硬件接口和应用 程序 有效地组织资源。其主要任务包括管理程序，通信和同步的程序，内存管理和 I / O 处理。 从上世纪 80 年代 开始 ，一些国际科技组织和公司 就 开始 着力于 研发商业 的 和专门的嵌入式操作系统。 出自 风河 3公司的 VxWorks 系统式 目前使用最广泛的嵌入式操作系统。其良好 的可靠性和出色的实时功能可满足通信，军事，航空航天等 领域，例如 导弹和火星探索探测器。 WINCE 是由 Microsoft 开发的多任务，多优先级的 操作系统平台 。 其 内
10、核 的 基本规模至少 有 200KB。 但是他的缺点是实时性不够好 。 3Com公司的 Palm 操作系统在 PDA 市场 占据着 非常 大的 份额。 它支持开放源码的 API，使开发人员可以探索新的附加应用程序。嵌入式 Linux 系统，如 RT-Linux， clinux， c/os II，是近年来蓬勃发展的完全开放源码 的嵌入式操作系统 ， 他们小巧 ，容易 裁剪和定制 ，成本低，和 众多 的软件支持 。 3. 基于 FPGA 的嵌入式系统设计 FPGA 技术已经 从 可编程逻辑器件像包括 PAL， GAL 器件和可编程逻辑器件 中发展起来 。一个 FPGA 一系列相互关联的可编程逻辑块的可编程路由资源组成。 具有可编程性和可配置 性 的 FPGA 允许它应用于各种数字的小型 有限状态机 到 大型的复杂系统。 作为特定应用集成电路（ ASIC）的替代 品 ，快速的上市时间和 较低的非 重复性工程费用成本 促成了 它惊人的发展速度。 Xilinx 4和 Altera 5是 主要 的 全球FPGA厂商，他们 芯片的功能和设计流程基本上是相同的。 FPGA的 内部资源（如 Xilinx
