论文部分内容阅读
嵌入式系统领域的高速发展，给嵌入式处理器的设计带来了多方面的挑战，嵌入式系统开发已开始向高度并行化、高实时性和可扩展方向发展。堆栈式处理器具有硬件支持的堆栈、简单的硬件结构、简洁的指令集结构、快速的子程序调用能力、高度模块化的软件程序和很好的系统扩展性等特点，很适合作为嵌入式系统领域的核心处理器。但随着嵌入式系统需求的发展，单核堆栈处理器已不能满足快速多任务处理和并行化程序的应用需求。本文针对单核堆栈处理器的劣势，设计了一种基于双核堆栈处理器的SoPC嵌入式系统。在系统设计中做了如下两方面的工作：优化单核堆栈处理器和基于双核堆栈处理器的SoPC的实现。在单核堆栈处理器优化方面，本文为单核处理器设计出能够快速单周期执行的程序分支数据路径、能够进行访存地址预生成的地址生成逻辑和基于哈佛结构的堆栈处理器存储器系统。在双核堆栈处理器SoPC设计方面，本文设计了一种基于堆栈的核间通信邮箱并使用它构建了一个双核堆栈处理器，然后基于双核堆栈处理器和Xilinx公司EDK设计了基于双核堆栈处理器的SoPC系统，并在Xilinx XC5VLX110T开发板上对系统进行了正确性验证。本文使用Verilog语言进行处理器结构描述，使用Modelsim进行功能仿真。处理器最终在Xilinx公司的XC5VLX110T FPGA开发板上实现，在该开发板上的最高时钟频率为209.8MHz，处理器性能优于其它同类处理器。双核SoPC系统经过上板测试，系统运行正常。