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NiosII多核处理器之间通信技术的研究

发布时间:2015-01-28 17:54:00 点击:

本文研究了NiosII 多核处理器之间几种不同的通信方案机制和方法,并完成了测试验证。最后对几种方案作出总结比较,提出其适用范围。文中提出的邮箱内核和共享存储的多核通信方案在笔者的PDA 考评系统项目中得到了应用。

随着应用领域的扩大,人们对微处理器系统的性能、功耗和成本提出了越来越严格的要求。单纯依靠提升时钟的方法已经不能满足需要,在移动通信、军事应用、消费电子、智能控制设备等领域,多核处理器的解决方案成为一种主流趋势。
Altera 公司在其FPGA 中实现的NiosII 处理器是一个用户可配置的通用32 位RISC 软核微处理器,Nios II 5.0 及其以上版本支持多处理器系统的创建和调试。Nios II 多处理器,除了软核本身超过200DMIPS 的高性能之外,Altera 开发用于Nios/NiosII 处理器的Avalon参数化接口总线具有友好的多主从仲裁能力,可以有效地实现系统资源共享。在清华-Altera联合实验室的支持下,笔者对 NiosII 多核处理器之间共享通信的几种可行方案进行研究,并且在自行设计的NiosII 开发板上完成设计测试验证,分析比较各种方案的技术特点、优势与不足,提供给不同系统的应用者参考。
笔者的PDA 考评系统项目采用了NiosII 双核设计,邮箱内核和共享存储的多核阻塞通信方案完成双核间的通信。PDA 设备作为实验考评系统的客户端,通过蓝牙无线通信与建有学生课程成绩数据库的服务器进行通信,实现实验现场学生成绩的查询、修改、数据文件的传输等功能, 系统的功能结构如下图所示。NiosII 双核分为两个系统:
(1)NiosII 人机界面系统。负责管理矩阵键盘按键和LCD 显示界面的驱动;

(2)NiosII 通信主机系统。实现完整的蓝牙协议栈,完成与数据库服务器进行通信的任务。双核之间键盘操作指令和LCD 显示数据的交换通过邮箱内核和共享存储的方式实现。



 PDA 设备系统结构图
NiosII 多核处理器在FPGA 中易于实现,并且多核之间通信可选方案较多,适应范围广,相信会在越来越多的系统中采用。

更多详细资料,请点击下载:NiosII多核处理器之间通信技术的研究http://whhexin.whszqc.com/uploads/2015/01/281757336470.pdf

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