Детальная информация

Данная работа посвящена исследованию и сравнительному анализу реализаций математических алгоритмов на базе синтезируемого процессора NIOS II. Особенностью исследования является сравнение реализации с использованием интерфейса пользовательских инструкций и с помощью языка C для NIOS II. Актуальность исследования обусловлена тем, что NIOS II – это синтезируемый процессор, его главным отличием от обычного процессора является возможноть к реконфигурации, теряя при этом производительность. Тем не менее, возникают ситуации, когда на системе с программируемым процессором нужно провести расчеты. Работа посвящена исследованию возможности ускорения этих самых расчетов. Реализованы алгоритмы на языках SystemVerilog и C и произведено сравнение производительности.

This work is devoted to the study and comparative analysis of the implementations of mathematical algorithms based on the synthesized processor NIOS II. A feature of the study is a comparison of the implementation using the user instruction interface and using the C language for NIOS II. The relevance of the study is due to the fact that NIOS II is a synthesized processor, its main difference from a conventional processor is the possibility of reconfiguration, while losing performance. Nevertheless, there are situations when calculations need to be performed on a system with a programmable processor. The work is devoted to the study of the possibility of accelerating these calculations. Algorithms in the SystemVerilog and C languages are implemented and performance is compared.

• 1. Обзор предметной области
  • 1.1. Системы на кристалле и системы на программируемом кристалле
  • 1.2. Архитектура процессора NIOS II
  • 1.3. Обзор существующих решений
• 2. Формализация цели и задач работы
• 3. Используемые в работе средства проектирования и аппаратура
  • 3.1. Используемая элементная база и аппаратура для прототипирования
  • 3.2. Программные инструменты для разработки
  • 3.3. Используемые языки описания аппаратуры и программирования
• 4. Разработка пользовательских инструкций
  • 4.1. Анализ возможностей интерфейса пользовательских инструкций
  • 4.2. Абстрактная схема инструкций
  • 4.3. Разрабатываемые инструкции
  • 4.4. Моделирование разработанных инструкций
  • 4.5. Аппаратные затраты
  • 4.6. Принцип работы пользовательских инструкций
  • 4.7. Особенности использования пользовательских инструкций
• 5. Имитационное моделирование и сравнительный анализ производительности
  • 5.1. Сравнение и выбор инструмента оценки производительности
  • 5.2. Созданная метрика для сравнительного анализа производительности
  • 5.3. Описание имитационной модели
  • 5.4. Сравнительный анализ производительности
  • 5.5. Cравнительный анализ производительности на прикладном алгоритме
• ПРИЛОЖЕНИЕ. ЛИСТИНГИ