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基于非对称多处理器的数字电视SoC架构设计

作　者: 文闻
导　师: 全子一
学　校: 北京邮电大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 数字电视SoC 非对称多处理器邮箱通信共享存储器看门狗
分类号: TN47
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 42次
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内容摘要

数字电视是电视技术、通信技术和计算机技术的跨学科综合产物,而数字电视芯片设计则是数字电视产业链中的一个关键。随着芯片工艺技术的不断发展,以及应用需求的不断扩大,数字电视芯片规模不断增加,集成度越来越高,单芯片、一体化已然成为当今数字电视芯片发展趋势。如何架构数字电视芯片系统,更好的满足了用户对数字电视功能越来越高的需求,已经成为当前研究的热点。本文针对这种高性能数字电视芯片的要求,设计了一种多处理器的数字电视SoC架构,其中完成的工作有：1)系统架构设计：针对数字电视特点,采用了非对称多处理器架构,将整个数字电视系统功能分为逻辑密集型与算术密集型两个部分，将这两部分功能分配到不同的处理器上,并根据两种功能的需求在不同的处理器上采用了不同的软件系统。2)分析多处理器通信机制：介绍了系统中用于处理器间命令通信的邮箱(Mailbox)通信和用于大数据量通信的共享内存(Shared Memory)两种机制的实现,并分析了以环形缓冲区的方式管理共享内存的机制,最后比较了它们的性能优劣。3)流程优化和异常控制：分析多处理器数字电视系统的工作方式,提出了基于Bridge模型的系统流程优化。并分析了如何通过硬件看门狗和软件复位的方式,提高多处理系统的稳定性。本架构现已应用在一款已上市的数字电视芯片中。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章绪论  8-16
  1.1 数字电视的应用与发展  8-9
    1.1.1 数字电视概述  8-9
    1.1.2 数字电视芯片的发展  9
  1.2 Soc技术的应用与发展  9-12
    1.2.1 SoC技术特性  9-11
    1.2.2 SoC设计  11-12
  1.3 并行技术在SoC中发展与应用  12-13
  1.4 课题主要研究工作  13-16
    1.4.1 研究意义  13-14
    1.4.2 课题完成工作  14
    1.4.3 论文结构  14-16
第二章多处理器数字电视SoC的系统架构  16-33
  2.1 多处理器并行架构设计  16-20
    2.1.1 数字电视系统功能分析  16-17
    2.1.2 多处理器并行架构选择  17-18
    2.1.3 基于ASMP架构的处理器间功能分配  18-20
  2.2 多处理器硬件设计  20-24
    2.2.1 多处理器系统硬件架构  20-22
    2.2.2 系统总线架构介绍  22-24
  2.3 多处理器软件设计  24-33
    2.3.1 MIPS0软件架构  24-28
    2.3.2 MIPS1的Framework架构  28-33
第三章多处理器通信与数据交互  33-48
  3.1 Mailbox通信模型  33-41
    3.1.1 邮箱设计  33-36
    3.1.2 邮箱协议  36-40
    3.1.3 邮箱控制  40-41
    3.1.4 邮箱优点  41
  3.2 共享内存数据通信模型  41-46
    3.2.1 环形缓冲区管理  42-43
    3.2.2 硬件RB设备  43-44
    3.2.3 工作流程  44-45
    3.2.4 共享内存的互斥  45-46
  3.3 通信性能分析  46-48
第四章 ASMP架构的系统流程优化和异常控制  48-61
  4.1 多处理器系统流程  48-51
    4.1.1 数字电视接收处理流程  48-50
    4.1.2 在线点播处理流程  50-51
  4.2 多处理器间系统功能流程优化  51-55
    4.2.1 设计模式简介  51-53
    4.2.2 优化实现  53-55
    4.2.3 优化效果  55
  4.3 多处理器间的异常控制和保护机制  55-61
    4.3.1 硬件看门狗  56-59
    4.3.2 软件复位  59-61
第五章全文总结及展望  61-63
参考文献  63-65
致谢  65-66
作者攻读硕士学位期间发表的学术论文  66

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