Tervezési keretrendszer alkalmazásorientált mikroprocesszorokhoz

OData támogatás
Konzulens:
Dr. Hosszú Gábor
Elektronikus Eszközök Tanszéke

A digitális rendszerek viselkedésének modellezésére kifejlesztett hardver leíró nyelvek többféle elvonatkoztatási szinten teszik lehetővé eszközeink vizsgálatát, tervezését.

A komplexitás erőteljes növekedése hívta életre a napjainkban egyre nagyobb teret hódító ún. magas szintű szintézis (ESL - Electronic System Level) paradigmát [1], mely új, magas szintű (tipikusan algoritmus szintű) modellezési nyelvekből (C, C++, SystemC stb.) valamint az ezeken a nyelveken megfogalmazott specifikációból kiindulva kapuszintű leírás generálására képes szintézis szoftverekből (SystemCrafter, CatapultC stb.) áll. Bár az alkalmazásorientált eszközök kifejlesztése során ma már szinte elkerülhetetlen a ESL paradigma módszereinek és eszközeinek ismerete és használata, a tárolt programú gépek, ismertebb nevükön mikroprocesszorok tervezésének elsődleges eszköze még ma is az ún. regiszter-átviteli szint [2][3].

Munkám során e két terület - a magas elvonatkoztatási szintű leírások automatikus szintézise és az alkalmazásközpontú mikrogépek tervezése - célkitűzéseit egyetlen rendszerbe integráltam. A dolgozatban ismertetem az általam kifejlesztett kevert elvonatkoztatási szintű digitális modellezési nyelvet (ARTL - Algorithmic RTL), az erre épülő új tervezési eljárást és az ezeket integráló tervezési keretrendszert. Az így kialakított eljárással a korábbiaknál lényegesen gyorsabban fejleszthetők ki alkalmazásközpontú utasításkészleteket megvalósító hardver eszközök.

A dolgozat második részében egy új, FPGA technológiára optimalizált mikroprocesszor architektúra, a folyamatvezérelt mikroprocesszor modell kerül bemutatásra, amelynek előre definiált rendszerszintű modellje jól illeszkedik az ARTL nyelvhez, és tetszőleges alkalmazásközpontú utasításkészlettel rendelkező mikrogép magas szintű viselkedésének modellezésére alkalmas.

A dolgozat harmadik részében azt a tervezési keretrendszert ismertetem, mely lehetővé teszi azon ARTL nyelven definiált alkalmazásközpontú utasításkészlettel rendelkező mikrogépek tervezését, melyek architektúrája a folyamatvezérelt mikrogép struktúra szerint épül fel.

A dolgozat záró részében bemutatásra kerül több, a dolgozatban bemutatott tervezési módszer és szoftverrendszer segítségével kifejlesztett tárolt programú mikroprocesszor, melyek tesztelését szimulációs környezetben és FPGA áramkörbe implementálva egyaránt elvégeztem, igazolva ezáltal a bemutatott tervezési metódus alkalmazhatóságát.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.