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一种基于PowerPC的嵌入式信号处理平台设计

作　者: 罗泽勇
导　师: 陈伯孝
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: PowerPC 嵌入式平台 MPC8641d Linux 操作系统
分类号: TN911.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

嵌入式平台是结合了计算机技术、半导体技术、电子技术以及具体应用的综合系统。本文针对现代雷达信号处理系统中对处理性能的高要求,在考察了多种嵌入式处理器的性能特点之后,设计出一种基于PowerPC处理器的嵌入式平台。本文以新一代高性能双核PowerPC处理器MPC8641d为核心,完成了信号处理平台的原理设计。论文主要工作分为三部分:第一部分对MPC8641d处理器进行了结构和功能上的分析。第二部分对平台的主体进行设计,着重对平台的互联接口、存储接口及处理器接口进行了详细设计。第三部分针对MPC8641d处理器平台,构建嵌入式Linux系统,进行嵌入式Linux操作系统的移植以及在嵌入式Linux系统下对平台中主要单元模块进行性能评估和测试。本文设计的信号处理平台具有高计算能力和大通信带宽的特性,并通过高速串行接口进行系统互联,增强了系统的灵活性和可扩展性。本文的设计工作对进行PowerPC处理器的嵌入式开发有一定参考价值。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章绪论  7-13
  1.1 研究背景  7
  1.2 国内外发展情况  7-8
  1.3 嵌入式平台相关技术  8-11
    1.3.1 嵌入式处理器  8
    1.3.2 嵌入式操作系统  8-9
    1.3.3 嵌入式系统互联技术  9-11
  1.4 论文内容安排  11-13
第二章 PowerPC 处理器结构研究  13-21
  2.1 引言  13
  2.2 嵌入式PowerPC 处理器分类  13-14
  2.3 MPC8641d 处理器[15]  14-15
  2.4 MPC8641d 的e600 核  15-19
    2.4.1 指令处理单元  16
    2.4.2 Altivec 技术  16-17
    2.4.3 内存管理单元  17-18
    2.4.4 两级缓存结构  18
    2.4.5 超标量体系结构  18-19
  2.5 本章小结  19-21
第三章处理平台的总体设计  21-27
  3.1 引言  21
  3.2 功能划分  21-22
  3.3 硬件选型  22-23
  3.4 软件规划  23-25
    3.4.1 嵌入式操作系统选型  23-24
    3.4.2 嵌入式Linux 下驱动设计方法  24
    3.4.3 应用层软件的设计方法  24-25
  3.5 技术指标  25
  3.6 本章小结  25-27
第四章处理平台结构及接口设计  27-47
  4.1 引言  27
  4.2 整体结构设计  27-28
  4.3 处理器外围接口设计  28-30
    4.3.1 处理器与DDR2 的接口设计  28-29
    4.3.2 处理器与FLASH 的接口设计  29-30
  4.4 互联接口设计  30-38
    4.4.1 应用PCIe 非透明桥的设计方法  30-32
    4.4.2 应用RapidIO 的设计方法  32-38
  4.5 存储接口设计  38-46
    4.5.1 存储流程设计  38-39
    4.5.2 PCIe 接口的软件设计实现  39-42
    4.5.3 SCSI 技术应用  42-43
    4.5.4 Raid 技术应用  43-46
  4.6 本章小结  46-47
第五章操作系统移植及性能测试  47-61
  5.1 引言  47
  5.2 系统移植的准备工作  47-48
  5.3 嵌入式Linux 系统移植  48-53
  5.4 嵌入式Linux 下的性能测试  53-60
    5.4.1 FFT 性能测试  54-57
    5.4.2 RapidIO 通信能力测试  57-58
    5.4.3 Raid0 读写性能测试  58-60
  5.5 本章小结  60-61
第六章总结和展望  61-63
致谢  63-64
参考文献  64-66
作者在读期间的研究成果  66-67

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