基于双PowerPC 7447A处理器的嵌入式系统硬件设计

论文摘要

针对目前雷达对其数据和信号处理能力需求的不断攀升,传统的雷达数字处理系统己远远满足不了实时高速大吞吐量的处理需求,而且传统的数字处理系统的设计专用性强,不同的处理任务需使用不同的处理模块,这样使得各个处理模块之间互不兼容,系统的通用性和扩展性较差,因此设计并实现通用并行处理系统己经成为高速实时数字处理发展的必然趋势,而基于标准总线的多处理器的通用处理模块设计也已成为该领域的研究热点。论文主要完成了一种基于双PowerPC 7447A高性能处理器的通用嵌入式硬件模块的原理设计,主要工作包括以下两个方面:1)通过需求和可行性分析,提出了通用数字处理模块的硬件设计方案,本方案以PowerPC 7447A处理器为核心处理器,采用非对称多重处理、高速互连和通用接口扩展技术来设计双处理节点。2)完成了通用数字处理模块的详细电路原理设计,包括时钟网络、CPU、北桥、以太网、存储器、逻辑和总线等。本设计中处理器周边设备由接口丰富的北桥芯片组来控制,本地采用PCI-X总线连接2个处理节点,同时提供2个PMC接口;采用具有主、从自适应功能的CPCI总线桥进行系统扩展;此外,采用高速串行总线作为二级总线。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 概述
• 1.1 引言
• 1.2 论文研究背景
• 1.3 技术进展及现状
• 1.3.1 系统总线发展状况
• 1.3.2 处理器发展状况
• 1.3.3 单板处理模块发展状况
• 1.4 论文结构
• 1.5 本章小结
• 第二章 系统方案设计
• 2.1 需求分析
• 2.2 研制可行性分析及意义
• 2.3 系统总体考虑
• 2.3.1 处理器的选择
• 2.3.2 处理节点架构的确定选择
• 2.3.3 操作系统的选择
• 2.3.4 节点间通信方式和总线的选择
• 2.4 研制目标和内容
• 2.5 主要关键技术
• 2.6 技术要求
• 2.6.1 功能概述
• 2.6.2 技术指标
• 2.7 开发思路和步骤
• 2.8 系统概述
• 2.9 系统组成
• 2.10 开发环境及底层程序
• 2.11 外形结构
• 2.16 本章小结
• 第三章 系统详细设计
• 3.1 POWERPC 简介
• 3.1.1 PowerPC 体系结构简介
• 3.1.2 Freescale 公司PowerPC 处理器简介
• 3.1.3 Freescale 公司PowerPC 主处理器简介
• 3.2 主要器件简介
• 3.2.1 PowerPC G4 处理器MPC7447A 性能简介
• 3.2.2 Marvell Discovery Ⅲ MV64460 北桥性能简介
• 3.2.3 PC16540 PCI 桥性能简介
• 3.3 硬件详细设计内容和系统原理框图
• 3.4 POWERPC 处理节点电路设计
• 3.4.1 时钟电路设计
• 3.4.2 PowerPC G4 处理器MPC7447A 电路设计
• 3.4.3 MV64460 主控制器电路设计
• 3.4.4 存储器单元电路设计
• 3.4.5 网络单元电路设计
• 3.4.6 PCI 总线单元电路设计
• 3.4.7 OBC 单元电路设计
• 3.5 本章小结
• 第四章 全文总结
• 4.1 主要结论
• 4.2 研究展望
• 参考文献
• 缩略语表
• 致谢
• 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文