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研究生:黃拓為
研究生(外文):To-Wei Huang
論文名稱:嵌入式WHDVI多核心Forth微控制器之設計
論文名稱(外文):Design of an Embedded Forth Multi-core Microprocessor for WHDVI System
指導教授:陳竹一
指導教授(外文):Jwu-E Chen
學位類別:碩士
校院名稱:國立中央大學
系所名稱:電機工程研究所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
畢業學年度:98
語文別:中文
論文頁數:57
中文關鍵詞:多核心微控制器
外文關鍵詞:multi-core micropocessor
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在這篇論文中我們提出了一個Forth 多核心微處理器和在硬體上面運行的操作系統,我們用WHDVI系統命名它稱作做WHDVIForth,這個多核心微處理器執行聯合資源和通道編碼算法的程序。根據我們的系統,我們實現一個新的計算模型- 同時處理,它可以幫助我們在WHDVIForth設計在聯合資源和通道編碼的平行運算。我們發現WHDVIForth非常適合用在嵌入式系統,因為它夠小而且夠快,最後我們模擬和驗證我們的硬體在TSMC 0.18微米下,每個核心可以運行200 MHz,8.65k的等效邏輯大小,另一方面WHDVIforth的軟體是非常緊密的系統,大約5k位元組。
In the thesis, a new embedded forth multi-core microprocessor and its operation system, called WHDVIForth, are proposed. This multi-core microprocessor performs the procedures of the algorithm for joint source and channel coding. A kind of computation model, concurrent process, is implemented according to this system. WHDVIForth can be used to design joint source and channel coding algorithm. WHDVIForth also suits for embedded system since it is small and fast enough. Eventually, it is simulated and verified on TSMC 0.18um Cell-Based Design flow and it is running on 200 MHz with 8.65K gate count. On the other hand the system software is very compact, only about 5K bytes.
摘 要 i
Abstract ii
目錄 iii
圖目錄 vi
表目錄 viii
第一章 緒論 1
1.1 研究動機 1
1.2 研究目標 2
1.3 研究流程 3
第二章 實現WHDVI嵌入式微處理器的考量 5
2.1 WHDVI系統介紹 5
2.2回顧過去的相關嵌入式應用的架構 6
2.3 在WHDVI上微處理器發生的轉變 6
2.3.1 Multimedia Capability 7
2.3.2 Fast External Memory Interface 7
2.3.3 Reliability 7
2.4基於Forth語言的微處理器 8
2.5 Forth語言的三大模型 9
2.6 WHDVIForth System HW/SW Design Flow 11
第三章 WHDVIForth微處理器核心架構 13
3.1 Forth堆疊架構處理器介紹 13
3.2 WHDVIForth硬體架構 14
3.3 WHDVIForth時序 17
3.4WHDVIForth指令集 17
3.5 WHDVIForth開機過程 19
3.6 嵌入Booth演算法之乘法元件 19
第四章WHDVIForth多核心微處理器 22
4.1核心和核心分享記憶體 24
4.2核心和核心之間的通訊 25
第五章 WHDVIForth嵌入式作業系統實現 26
5.1WHDVIForth與傳統編譯式的作業系統的差異 26
5.2WHDVIForth虛擬機架構 28
5.3 WHDVI虛擬機的structure 29
5.4處理Tokens 31
5.5 堆疊與算術操作 33
5.5.1 Push 33
5.5.2 Rpush 34
5.5.3 Pop 35
5.5.4 Ret 36
5.5.5 Add 37
5.5.6 Mul 38
5.5.7 Bye 38
5.6執行單元 39
5.6.1FindWord 39
5.6.2GetWord 40
5.6.3AddWord 41
5.7 編譯字典 42
5.7.1Here 42
5.7.2Comma 43
5.7.3DictCompile 43
5.8定義新字 44
5.9內部迴路 46
5.9.1 Execute 46
5.10 Dual-State Compilation 49
第六章 結論 51
附件 52
參考文獻 56
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