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项目信息
项目名称:基于FPGA的M2M异构虚拟化系统  
项目信息:
应用领域:工业控制、科研、医疗
设计摘要:
在多核体系构架与并行计算时代,尤其是云计算的出现,虚拟化技术正迅速发展成为计算系统中的一项核心技术。虚拟化技术提供了系统层次之间的抽象化,并将资源以一个或多个虚拟的运行环境提供给用户。目前对虚拟化的研究工作主要关注于资源的分割,独立和封装等研究点,但主要在一个特定处理器体系结构以及处理器同构的前提下。
本项目提出一种新颖的M2M(Multiple ISAs applications to Multiple heter-ogeneous core,M2M)概念,将虚拟化系统分为多核异构层、虚拟化管理层、二进制翻译层、软件应用层四个层次,创新地在传统的虚拟化管理层上增加二进制翻译层,从而引入多个不同体系结构的应用程序,虚拟化管理器调度分配给硬件层引入的异构处理器。M2M的特性使虚拟化系统上层应用的灵活性大大增加,并且硬件异构化也使系统的效率有效提升。
系统原理和技术特点:

本项目主要贡献点和创新点有:

  1. 多指令集体系应用虚拟环境。在应用层提供不同指令集体系构架的虚拟运行环境,以支持不同应用系统的应用程序。
  2. 软硬协同的二进制翻译层。在二进制翻译层,采用软硬协同的方式实现不同架构体系间的动态二进制翻译,提高硬件目标代码生成和运行的性能和灵活性。
  3. 设计实现了自主可扩展32位的SoC核。在多核异构层,设计了一个自主,可扩展,可配置的32RISC处理器。基于此处理器核可配置实现多个RISC SoC平台(QS-I)。本项目在XUP Virtex-5Digilent Nexys3 FPGA开发平台构建了多核异构层。
  4. 动态虚拟化管理。在虚拟化管理层,以轻量级的方式实现了系统资源与上层应用的管理。通过资源管理与任务调度动态分配或迁移运行任务。虚拟层的多个体系结构的应用程序(如x86MIPS)可动态运行于异构的处理器核上(如处理能力不同的MIPS核)。
  5. 提供了系统库和运行程序。在软件应用层,为自主设计的QS-I平台提供完善的程序运行环境并设计了多样化的应用程序。项目完全自主地设计实现了系统库(如图形库、I/O库)以及典型的多样化应用软件,包括MIPS下的吃豆子游戏、X86下的推箱子游戏。

 

M2M.jpg
系统框图:M2M.jpg
RISC_SoC.jpg
系统框图:RISC_SoC.jpg
RISC_CPU.jpg
系统框图:RISC_CPU.jpg
软件流程介绍: 基于FPGA的M2M异构虚拟化系统.rar [3.9 MB]
计划书:基于FPGA的M2M异构虚拟化系统.doc [6.5 MB]
当前项目状态: Stable
参赛信息:
指导老师姓名: 施青松
指导老师职称: 副教授
学校: 浙江大学
研究方向: 计算机体系结构、片上系统实现、嵌入式系统
参赛情况: 第三届OpenHW开放源码硬件与嵌入式大赛
需求信息:
拟采用的平台:Virtex-5 OpenSPARC 评估平台
是否需要设计扩展板?
需要的基本功能:
最新版本:
暂无发布的版本信息   了解目前项目的开发进度
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