Autor:
Tytuł:
Synthesis of Compositional Microprogram Control Unitsfor Programmable Devices
Temat i słowa kluczowe:
synteza ; jednostka sterująca ; układ programowalny ; implementacja ; mikroprogramowany układ sterujący
Streszczenie:
Jednostka sterująca jest bardzo ważnym elementem projektowanego systemu cyfrowego. Jednym ze sposobów realizacji jednostki sterującej jest mikroprogramowany układ sterujący, w którym mikrokontroler zostaje poddany procesowi dekompozycji. ; W rozprawie zaproponowano sześć autorskich metod syntezy mikroprogramowanych układów sterujących. Celem opracowanych algorytmów było zmniejszenie liczby wykorzystanych elementów logicznych docelowego układu FPGA. Ze względu na strukturę, przedstawione metody syntezy zostały podzielone na dwie grupy. Pierwsza dotyczy mikroprogramowanych układów sterujących o adresowaniu wspólnym, gdzie adres mikroinstrukcji jest wykorzystywany do rozpoznania stanów wewnętrznych sterownika. ; Teza pracy stanowi, że zmodyfikowana metoda syntezy układów mikroprogramowanych, dostosowana do architektury współczesnych mikrosystemów cyfrowych, prowadzi do efektywniejszego wykorzystania zasobów sprzętowych układów programowalnych. Modyfikacja (metody syntezy układów mikroprogramowanych) polega na wprowadzeniu efektywniejszej struktury połączeń pomiędzy blokami dekomponowanego systemu, prowadzącej do zmniejszenia liczby bloków logicznych niezbędnych do implementacji układu mikroprogramowanego w strukturach programowalnych. Przed pracą postawiono dwa cele. ; Pierwszy cel to zmniejszenie liczby elementów logicznych układu mikroprogramowanego w strukturach programowalnych poprzez modyfikację klasycznej metody syntezy układu mikroprogramowanego. Drugim celem było zmniejszenie rozmiaru strumienia danych przesyłanych podczas konfiguracji matryc programowalnych poprzez zastosowanie częściowej rekonfiguracji mikroprogramowanych układów sterujących.
Abstract:
The dissertation focuses on the structural decomposition of control units. There are six new synthesis methods of compositional microprogram control units introduced. Proposed solutions can be divided into two main groups. The first one deals with CMCUs with mutual memory, where the internal code of the controller is recognized by an address of microinstruction. The second group of presented methods bases on the control units with sharing codes, where the microinstruction address is formed as a concatenation of codes generated by the counter and by the register. The aim of all proposed solutions is reduction of the number oflogic blocks ofthe destination programmable device. ; The second scope of the dissertation is partial reconfiguration of CMCUs implemented on an FPGA. The idea is based on swapping the content of the control memory, while the rest of the system is not modified. Such an approach permits to decrease the size of a bit-stream that is sent to the device. Therefore, time needed for device configuration is shorter. Additionally, the proposed solution is much safer due to fewer errors that may occur during reconfiguration of FPGAs.
Opis:
promotor: prof. dr hab. inż. Alexander Barkalov ; recenzenci: prof. zw. dr hab. inż. Marian Adamski, Uniwersytet Zielonogórski, dr hab. inż. Dariusz Kania, Politechnika Śląska