重組態架構系統資源監控單元之設計

Design of System Resource Manager of Reconfigurable Architecture

林之棟(Chih-Tung Lin)

指導教授 ： 黃朝章

元智大學/資訊學院/資訊工程學系/碩士(2006年)

https://doi.org/10.6838/YZU.2006.00069

摘要

本論文針對重組態架構嵌入式系統之運作設計一系統資源監控單元（System resource manager），來管理系統重組態前資源現況，依據資源現況來監控系統重組態動作，由於重組態架構可根據不同之運算法則，組態成不同之功能單元（Function Unit），在架構中是由幾個模組單元做溝通執行，所以在FPGA(Field Programmable Gate Array)裡分別佔據不同的區域每一個區域分別執行著不同的功能單元（Function Unit），當有一個新的演算法需要被執行時，先去判斷使用軟體執行或是硬體執行，當決定用硬體執行時，就進入到系統資源監控單元（System resource manager），系統資源監控單元（System resource manager）依據擷取到目前的硬體資訊，判斷現在的硬體資源是否足夠，若現有硬體資源足夠就組態（configurable）或是重組態（Reconfigurable）置換一個新的功能單元（Function Unit），不夠的話則回到軟體去執行。

在硬體實作上，我們利用FPGA(Field Programmable Gate Array)的可程式化特性加上配合Xilinx公司的晶片系列（Vertex II），由於該晶片擁有重組態的功能，可使整個FPGA只更改了部份區域的電路，其餘的皆不會被更改，並且在做重組態時不需要把現行工作停止下來，便能做組態動作。

此外本論文舉出一個JPEG（Joint Photographic Experts Group）可程式化平台為例，提升JPEG（Joint Photographic Experts Group）運算執行速度，並驗證系統資源監控的想法，分析硬體電路的資源是否足夠提供重組態，假如硬體的資源不足的話系統就必須回復到軟體來執行。

關鍵字

系統資源監控單元

並列摘要

In this paper, we design a system resource manager（SRM）for the operation of reconfigurable architecture. We can use the SRM to judge the situation of the hardware resource before the system reconfigure. Because reconfigurable architecture can configure different function units in FPGA , according to the different algorithm. Each function units occupy different area separately in the whole FPGA.
When a new algorithm is implemented, the SRM have to decide whether it is implemented using software or hardware. If the SRM decides using hardware, the system will switch to the SRM. Then the SRM would judge whether the present hardware resource is enough or not. If the hardware resource is enough, the system will configure or reconfigure a new function unit. Otherwise the system will go back to implement by the software.
In hardware implementation, we use the configurable characteristic of the Vertex II FPGA of Xilinx company. Because the Vertex II have reconfigurable ability, which can make FPGA to change a part of circuit only and keep the rest part of circuit. Besides, as FPGA is reconfiguring, it have not to stop current work.
Furthermore, in this paper, we propose a reconfigurable environment of JPEG (Joint Photographic Experts Group) as an example to verify the operation of SRM.

並列關鍵字

System Resource Manager

參考文獻

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