FPGA是一种可通过用户编程来实现各种数字电路的集成电路器件。用FPGA设计数字系统有设计灵活、低成本，低风险、面市时间短等好处。本课题在结合国际上FPGA器件方面的各种研究成果基础上，对FPGA器件结构进行了深入的探讨，重点对FPGA的互连结构进行了分析与优化。FPGA器件速度和面积上相对于ASIC电路的不足很大程度上是由可编程布线结构造成的，FPGA一般用大量的可编程传输管开关和通用互连线段实现门器件的连接，而全定制电路中仅用简单的金属线实现，传输管开关带来很大的电阻和电容参数，因而速度要慢于后者。这也说明，通过优化可编程连接方式和布线结构，可大大改善电路的性能。本文研究了基于SRAM编程技术的FPGA器件中逻辑模块、互连资源等对FPGA性能和面积的影响。论文中在介绍FPGA器件的体系构架后，首先对开关矩阵进行了研究，结合Wilton开关矩阵和Disioint开关矩阵的特点，得到一个连接更加灵活的开关矩阵，提高了FPGA器件的可布线性，接着本课题中又对通用互连线长度、通用互连线间的连接方式和布线通道的宽度等进行了探讨，并针对本课题中的FPGA器件，得出了一套适合于中小规模逻辑器件的通用互连资源结构，仿真显示新的互连方案有较好的速度和面积性能，在互连资源的面积和性能上达到一个很好的折中。 接下来课题中对FPGA电路的可编程逻辑资源进行了研究，得到了一种逻辑规模适中的粗粒度逻辑块簇，该逻辑块簇采用类似Xilinx 公司的FPGA产品的lut加触发器结构，使逻辑块簇内部基本逻辑单元的联系更加紧密，提高了逻辑资源的功能和利用率。随后我们还研究了IO模块数目的确定和分布式SRAM结构中编程电路结构的设计，并简单介绍了SRAM单元的晶体管级设计原理。最后，在对FPGA构架研究基础上，完成了一款FPGA电路的设计并设计了相应的电路测试方案，该课题结合CETC58研究所的一个重要项目进行，目前已成功通过CSMC0.6μm 2P2M工艺成功流片，测试结果显示其完全达到了预期的性能。
上传时间： 2013-04-24
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现场可编程门阵列(FPGA)能够减少电子系统的开发风险和开发成本，缩短上市时间，降低维护升级成本，故广泛地应用在电子系统中。最新的FPGA都采用了层次化的布线资源结构，与以前的结构发生了很大的变化。由于FPGA布线资源的固定性和有限性，因此需要开发适用于这种层次化的FPGA结构并提高布线资源有效利用率的布线算法。同时由于晶体管尺寸的不断减小，有必要在FPGA布线算法中考虑功耗和时序问题。 本论文所作的研究工作主要包括：提出一种基于Tile的FPGA结构描述方法，对FPGA功耗模型和时序模型进行了研究，实现了考虑FPGA功耗、布线资源利用率的布线算法。 在FPGA结构描述方面，本文在分析现代商用FPGA层次化结构及学术上对FPGA描述方法的基础上，提出一种基于Tile的FPGA结构描述。由于基本Tile的重复性，采用该方法可以简化FPGA结构的描述，同时由于该方法是以硬件结构为根据，为FPGA软硬件提供了简单而灵活的接口，该方法在原型系统中测试证明是正确的。 在FPGA功耗模型方面，本文研究了ASIC中关于电路功耗计算的基本方法，并将其应用到FPGA功耗分析中。在模型中的采用了混合的功耗模型，包括动态功耗模型和静态功耗模型。动态功耗的计算采用基于节点状态转换率的开关级动态功耗计算和逻辑块宏模型，静态功耗则采用基于公式计算的晶体管漏电功耗模型和逻辑块基于仿真的lut/MUX表达式计算模型。这些功耗模型将运用到我们后面的功耗计算和基于功耗驱动的布线算法中。 在FPGA布线算法研究和实现方面，本文在介绍基本的搜索算法之后，介绍了将FPGA硬件结构转变为FPGA布线程序可识别的布线资源图的方法，并将基本的搜索算法运用的FPGA布线资源图上，实现FPGA的基于布通率的布线算法。在此基础上，借鉴了FPGA时序分析方法，将时序分析作为布线算法的一子模块，对基于时序的布线算法进行了研究；同时采用了FPGA功耗模型，在布线算法实现中考虑了动态功耗的问题。最后在布线算法中实现两种启发式策略以提高可布线资源有效利用率。
上传时间： 2013-04-24
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论文设计了一种FPGA结构描述方法，解决了FPGA建模问题。FPGA结构描述方法包含逻辑单元信息，互连线信息等10部分。当采用不同的FPGA芯片进行布局布线时，只需要使用结构描述方法重新定义这种FPGA芯片的结构，不需要改变布局布线工具。 为了配合FPGA编程下载，论文改进了划分网表算法，能够生成lut配置信息文件。改进了布局布线算法，能够支持更多的商用FPGA结构特征，开发的布局布线工具在可布通性上和VPR接近，布局阶段能够减少21％的逻辑单元交换次数，它在布局布线之后生成内部连接信息，布局信息和布线信息。这些信息提供给布局布线的下一阶段编程下载必要的支持，可以生成位流文件下载到FPGA中。
上传时间： 2013-07-29
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一.传送控制方式有哪几种？试比较它们各自的优缺点？ （1）程序控制方式； 由用户进程来直接控制内存或CPU和外围设备之间的信息传送。它的优点是控制简单，也不需要多少硬件支持。缺点是：CPU和外围设备只能串行工作；设备之间的不能并行工作；无法发现和处理由于设备或其他硬件所产生的错误。 (2) 中断控制方式； 中断控制方式是利用向CPU发送中断的方式控制外围设备和CPU之间的数据传送。它的优点是大大提高了CPU的利用率且能支持多道程序和设备的并行操作。缺点是：由于数据缓冲寄存器比较小，数如果发生中断次数较多，将耗去大量的CPU处理时间；在外围设备较多时，由于中断次数的急剧增加，可能造成CPU无法响应中断而出现中断丢失的现象；如果外围设备速度比较快，可能会出现CPU来不及从数据缓冲寄存器中取走数据而丢失数据的情况。 (3) DMA方式； 在外围设备和内存之间开辟直接的数据交换通路进行数据传送。它的优点：除了在数据块传送开始时需要CPU的启动指令，在整个数据块传送结束时需要发中断通知CPU进行中断处理之外，不需要CPU的频繁干涉。它的缺点：在外围设备越来越多的情况下，多个DMA控制器的同时使用，会引起内存地址的冲突并使得控制过程进一步复杂化。 (4) 通道方式。 使用通道来控制内存或CPU和外围设备之间的数据传送。通道是一个独立于CPU的专管输入/输出控制的机构，它控制设备与内存直接进行数据交换。它有自己的通道指令，这些指令受CPU启动，并在操作结束时向CPU发中断信号。该方式的优点是进一步减轻了CPU的工作负担，增加了计算机系统的并行工作程度。缺点是增加了额外的硬件，造价昂贵。 二．文件系统的定义及功能 文件系统是操作系统用于明确磁盘或分区上的文件的方法和数据结构；即在磁盘上组织文件的方法。也指用于存储文件的磁盘或分区，或文件系统种类。操作系统中负责管理和存储文件信息的软件机构称为文件管理系统，简称文件系统。 功能：1.文件管理 2.目录管理 3.文件存储空间的管理 4.文件的共享和保护 5.提供方便的接口 三.网络安装linux操作系统的方法和步骤 1.拟机中安装windows server 2003, 并在windows server 2003操作系统中建立一个ftp服务，通过服务器中的iso文件安装linux操作系统。 2.访问ftp站点，将linux安装镜像拷入ftp文件目录中。 3.一个虚拟机，选择安装linux系统，在dvd中导入安装引导文件（iso文件），并对虚拟机进行相关配置。 4.虚拟机，在启动命令中输入linux askmethod，进入linux安装的引导画面。 5.安装介质时，在实验中选择ftp安装方式。 6.链接ftp服务器后，进入正式安装步骤，选择相应的选项直至安装完成。 四.中断是指计算机在执行期间，系统内部或外部设备发生了某一急需处理的事件，使得CPU暂时停止当前正在执行的程序而转去执行相应的事件处理程序待处理完毕后又返回原来被中断处，继续执行被中断的过程。（１）保存现场（２）转中断处理程序进行中断处理（3）中断返回 五.引入设备独立性，可使应用程序独立于具体的物理设备，显著改善资源的利用率及可适应性；还可以使用户独立于设备的类型。 实现独立性：在应用程序中应使用逻辑设备名称来请求使用某类设备。当应用程序用逻辑设备名请求分配I/O 设备时，系统必须为它分配相应的物理设备，并在逻辑设备表lut中建立一个表目。 六.在一个请求分页系统中，采用FIFO页面置换算法时，假如一个作业的页面走向为4、3、 2、1、4、3、5、4、3、2、1、5，当分配给该作业的物理块数M分别为3和4时，试计算在访问过程中所发生的缺页次数和缺页率，并比较所得结果。 答： 操作系统考试复习资料--完整版 M=3 M=4 操作系统考试复习资料--完整版 操作系统考试复习资料--完整版 M=3时，采用FIFO页面置换算法的缺页次数为9次，缺页率为75%； M=4时，采用FIFO页面置换算法的缺页次数为10次，缺页率为83%。 由此可见，增加分配给作业的内存块数，反而增加了缺页次数，提高了缺页率，导致系统页面替换非常频繁，大部分机器时间都用在来回进行调整调度上，只有一小部分时间用于进程的实际运算，这种现象被称为是抖动现象。 七. 在页式存储管理的系统中，作业J的逻辑地址空间为4页（每页2048B），且已知该作 要求画出地址变换图，求出逻辑地址4865所对应的物理地址。 解：由题意可知，页大小为2048 字节，则逻辑地址4865页号及页内位移为： 页号P为：4685/2048=2 页内位移W为：4685-2048*2=769 其地址变换过程如图
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上传时间： 2015-11-30
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