面向版面加速的嵌入式ASIP設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的任務(wù)書

面向版面加速的嵌入式ASIP設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的任務(wù)書任務(wù)書一、課題背景：隨著物聯(lián)網(wǎng)、智能家居、智能交通等應(yīng)用的迅速發(fā)展，無線通信、嵌入式處理器、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，為現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展帶來新的動(dòng)力和機(jī)遇。與此同時(shí)，業(yè)界對(duì)于功耗和性能優(yōu)化的要求也日益增高。因此，對(duì)于嵌入式系統(tǒng)和芯片的需求變得越來越迫切。在此背景下，設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)一種面向版面加速的嵌入式ASIP（Application-SpecificInstruction-setProcessor，即應(yīng)用特定指令集處理器）變得尤為重要。二、研究內(nèi)容：本項(xiàng)目旨在設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)一種面向版面加速的嵌入式ASIP，包括以下內(nèi)容：1.了解ASIC、FPGA、CPU以及ASIP的基本概念及指令集架構(gòu)。2.研究版面加速技術(shù)，明確其優(yōu)勢和實(shí)現(xiàn)方式。3.分析目標(biāo)應(yīng)用（媒體處理、信號(hào)處理等）的特點(diǎn)，確定ASIP的體系結(jié)構(gòu)和功能模塊。4.設(shè)計(jì)ASIP的指令集，確定指令的格式、寄存器和操作碼等結(jié)構(gòu)。5.實(shí)現(xiàn)ASIP的處理器核心，并基于FPGA平臺(tái)進(jìn)行驗(yàn)證。6.利用ASIC設(shè)計(jì)工具進(jìn)行芯片的實(shí)現(xiàn)，并進(jìn)行驗(yàn)證。三、研究方法：1.擬采用文獻(xiàn)資料法，對(duì)ASIC、FPGA、CPU以及ASIP的基本概念及指令集架構(gòu)進(jìn)行研究。2.對(duì)版面加速技術(shù)進(jìn)行資料搜集和分析，研究其優(yōu)勢和實(shí)現(xiàn)方式。3.分析目標(biāo)應(yīng)用的特點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上確定ASIP的體系結(jié)構(gòu)和功能模塊。4.設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)ASIP的指令集，采用Verilog或VHDL進(jìn)行編碼。5.對(duì)ASIP的處理器核心進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，并基于FPGA平臺(tái)進(jìn)行驗(yàn)證。6.利用ASIC設(shè)計(jì)工具進(jìn)行芯片的實(shí)現(xiàn)，并進(jìn)行驗(yàn)證。四、預(yù)期成果：1.設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)面向版面加速的嵌入式ASIP，并在FPGA/ASIC平臺(tái)上進(jìn)行測試驗(yàn)證，達(dá)到預(yù)期性能指標(biāo)。2.發(fā)表相關(guān)的學(xué)術(shù)論文或?qū)＠?，提高本?shí)驗(yàn)室在嵌入式ASIP領(lǐng)域的學(xué)術(shù)聲譽(yù)。3.掌握ASIC設(shè)計(jì)以及FPGA實(shí)現(xiàn)技術(shù)，提升實(shí)驗(yàn)室成員的實(shí)踐能力。五、進(jìn)度安排：第一年：1.研究ASIC、FPGA、CPU以及ASIP的基本概念及指令集架構(gòu)，同時(shí)了解版面加速技術(shù)。2.分析目標(biāo)應(yīng)用的特點(diǎn)，確定ASIP的體系結(jié)構(gòu)和功能模塊。第二年：1.設(shè)計(jì)ASIP的指令集。2.實(shí)現(xiàn)ASIP的處理器核心，并進(jìn)行仿真和基于FPGA平臺(tái)的驗(yàn)證。第三年：1.將ASIP的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)移植到ASIC上，并進(jìn)行驗(yàn)證。2.準(zhǔn)備相關(guān)學(xué)術(shù)論文或?qū)＠纳暾?。六、參考文獻(xiàn)：[1]MichaelJ.Flynn,ATaxonomyofMulticomputerArchitectures,IEEEComputer,vol.20,pp.40-56,Apr.1987.[2]Axell,E.etal.(2016),‘Exploringthedesignspaceofprogram-controlledacceleratorsforimageprocessing’,EURASIPJournalonEmbeddedSystems,2016,31.[3]Hennessy,J.L.;Patterson,D.A.(2013),Computerarchitecture:aquantitativeapproach,SixthEdition,ElsevierInc.[4]Keckler,S.W.etal.(2011),‘GPUsandthefutureofparallelcomputing’,IEEEMicro,vol.31,no.5,pp.7–17.[5]Zohouri,F.;Rosengarten,G.(2016),‘AmethodologyforASIPdesignoptimizationbasedondynami