第
34
卷第
6
期
2011
年
12
月
电子器件
Vo
l.
34
No.6
Dec.2011
Chinese
Joumal
of
Eleclron
Devices
On-Line Dynamic Reconfigurable
SOPC
System Design and
Im
plementation
LIU Bo , YU
}un
, TANG
Zhen
αrz*
(School
01
Electronics Science
αnd
Technology ,Dalian University
01
Technology
，
Dalian
μ
:aoning
116024
,
Chin
α)
Abstract:
In view of actual requirement of SoPC system updating remotely in real time , an on -line dynamic
reconfigurable SoPC system based on the Virtex-
II Pro XC2VP30 was designed and implemented. The system
applies IRL design methodology and partial dynamic reconfigurable technology
, partially reconfigures
and
updates
arithmetic operation and audio processing modules remotely in real time
, with ISE8. 2 ,EDK8. 2 , PlanAhead1
O.
1 and
SystemGeneratorlO. 1 of Xilinx Inc. The result shows that this system which is suitable for the remote location or the
situation requiring for higher security , can shorten the reconfiguration time to 1 s by implementing partial dynamic
reconfigurable technology
, and update configuration files on-line remotely in real time.
Key
words:
SoPC (System on a Programmable Chip) ; updating remotely in real time; IRL
(Internet
Reconfigurable
Logic) ; partial dynamic reconfiguration
EEACC
:2570K
doi
:10.
3969/j.
issn.1005-9490.
2011.
06.
022
在线动态可重构
SoPC
系统设计与实现
刘博，余隽，唐祯安*
(大连理工大学电子科学与技术学院，辽宁大连
116024
)
摘
要:针对
SoPC
系统远程实时更新的实际需要，设计并实现了一种基于
Virtex-
lI
Pro
XC2V
P3
0
平台的在线动态可重构
SoPC
系统。该系统应用
IRL
设计理念和局部动态重构技术，利用
Xilinx
公司的
ISE8.
2,
EDK8.
2
、
PlanAhead
lO.
1
和
SystemGen
erator
lO
.1
等开发工具，对算术运算和音频处理模块进行局部动态重构和远程实时更新。经实验结果表明，该系统能够通过局
部动态重构技术使电路重构的时间缩短到
ls
左右，还能够完成配置文件的远程在线实时更新，适用于地理位置较偏远、对安
全性要求较高的场合。
关键词:
SoPC
(System
on
a
Programmable
Chip)
;远程实时更新;
IRL(
Intemet
Reconfigurable
Lo
gic)
;局部动态重构
中图分类号:
TP39
文献标识码
:A
文章编号
:1005-9490(2011)06-0695-05
基于
FPGA
的动态可重构技术，就是对基于
SRAM
编程技术
FPGA
的全部或部分逻辑资源实现
系统功能的动态变换
[1]
。早在
20
世纪
60
年代，美
国加利福尼亚大学的
Geraid
Estrin
就已经提出了可
重构计算的初步设想
[2]O
随着
Xilinx
公司于
20
世
纪
80
年代中期推出第一款现场可编程门阵列
(FPGA)
，可重构计算技术作为一种新的实现手段
逐渐受到人们的重视。随着微电子技术和计算机技
术的发展，尤其是片上可编程系统
(SoPC)
的出现，
实时硬件电路可重构的思想逐渐成为了研究热点。
早期的可重构系统只能在系统上电之前存入配
置文件，利用事先存人的配置文件中不同的功能实
现系统功能的转换，即可重构技术。这样就存在着
一个不容忽视的问题:系统必须在断电的情况下才
收稿日期
:2011-07-22
修改日期
:2011-08
一
11
能更新配置文件，不能满足系统远程在线实时更新
的要求。而随着
SoPC
技术的迅猛发展，
FPGA
嵌入
式系统不断涌现出的新功能和远程在线实时更新的
要求使解决这个问题变得迫在眉睫，给可重构技术
带来了一个新的挑战。
Xilinx
公司在
2001
年发布
了一种系统设计理念其核心是通过互联网对远程
系统的硬件和软件进行远程更新升级[町，即在线可
重构技术-一一
IRL
(Internet
Reconfigurable
Logic
，互
联网可重配置逻辑)。采用
IRL
设计理念将带给产
品三个明显的优势:缩短产品上市时间;减少产品维
护费用;延长产品生命周期。但由于这种系统设计
理念从提出到现在只有
10
年时间，
IRL
技术目前还
不够成熟，还有很大的空间可供研究和扩展。
本文将局部动态重构技术与
IRL
设计理念相结
资源评论
