基于國產龍芯3A處理器和FPGA器件實現可重構計算機的設計
|
作者:admin 發布時間:2020-09-27 17:20
|
當前國際先進抗惡劣環境計算機相關產品的具有一個顯著特征,即采用由超大規模FPGA實現的可定制技術,利用FPGA器件中專門設計的硬件乘法器、乘加結構、DSP塊等硬件資源和通用的邏輯單元作為運算的硬件基礎,以任務的流水劃分和階段處理為手段,實現CPU、DSP的計算技術的重要補充功能。國外此類超大規模FPGA以Altera Stratix-x系列、Xilinx Virtex-x系列為主,相關產品中大都為Xilinx Virtexx系列FPGA,如GE Fanuc的SBC330、SBC610和Curtiss-Wright的VPX6-185等硬件模塊均采用了Xilinx Virtex-x系列FPGA,目前各家公司正在推出集成更多數量和更大規模的異構技術產品,如Curtiss-Wright的CHAMP-FX2使用了雙路超大規模Virtex-5以實現功能高可伸縮的定制技術。 在國內,抗惡劣環境計算機產品主要以通用計算機為主,一般采用CompactPCI、VME等總線,使用1個單核或雙核CPU,系統性能較低。這些計算機通用性不強、種類多、開發成本高、可重用性弱、質量保證難度大、資源利用率不高。而且這些計算機一般是使用國外的集成電路設計實現,其關鍵的功能核心部分仍然無法實現自主可控。 隨著我國在國產基礎軟硬件方面的投入不斷加大以及國家政策的指導,國產基礎軟硬件發展迅速,已接近國外同期水平。國內處理器技術的研究正不斷深入,多核技術也已被納入相應的發展路線圖。中國科學院計算技術研究所于2009年底推出龍芯3號處理器,龍芯3號片內集成4個處理器核,處理器主頻1GHz以上。當前,國內基于FPGA的應用已相當成熟,盡管目前的抗惡劣環境計算機沒有采用可定制技術,但幾乎都集成了Altera或Xilinx FPGA的應用,如功能擴展模塊、總線接口模塊等,國內相關廠商已掌握時序邏輯定制技術、IP核的簡單復用和實現技術等FPGA 應用的關鍵技術,已具備較深厚的可定制實現技術基礎。 |