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基于FPGA的局部可重构技术可以有效提高数字逻辑系统的灵活性以及系统在苛刻环境下的工作可靠性,在航天、军工以及汽车电子等诸多领域有着广泛的应用。目前主流的局部可重构设计方法有基于比特流、差异以及模块化设计方法。本文经过研究和对比,选择了一种改进的模块化设计方法-基于EAPR(EarlyAccess Partial Reconfiguration)的方法,并基于Xilinx提供的软件工具描述了其实现流程。该方法对系统的布局规划、时序性能、总线密度以及硬件通用性上都有很大的提升。
本文利用局部可重构技术实现了一种双声道音频滤波器,任意声道均可以实现高通、低通、带阻和全通四种滤波功能的动态切换,体现了可重构系统的灵活性优势。另外利用局部可重构技术设计实现了一种分阶段配置系统,有效解决了Virtex-6等配置存储容量较大的FPGA在实现PCI Express接口初始化配置中时间不足的问题。最后,本文讨论了三模冗余、全局重构和局部可重构三种冗余设计方法对提高FPGA系统可靠性的效率,分析结果证明基于局部可重构技术的可靠性设计方法效率最高。