● 摘要
近年来，随着超深亚微米工艺技术的飞速发展，半导体制造商已经可以在单片硅片上集成超过千万等效逻辑门规模的晶体管，支持的频率也达到了Gbps的量级。同时由于器件特征尺寸的不断减小，为以处理器软核为核心的SOPC(System-on-a-Programmable Chip)在商业领域的应用提供了全新的机遇。其软硬件均可重构、软硬件协同设计的优势将ASIC技术推向了一个新的发展阶段。在逻辑实现的最优化研究中，SOPC能够将擅长于控制的软件和擅长于复杂运算的硬件集成到一个可重构ASIC芯片中，兼有DSP和ASIC的特点，为采用超深亚微米工艺的系统设计提供了一个新的平台。 本文的研究目的是利用FPGA芯片的可重构特点，建立一个可重构的SoC设计平台，在平台上实现MPEG2解码器的应用。平台可以被抽象为一个三层模型，第一层为可重构的FPGA，以它为基础实现了一个可重构的SoC系统。第二层为利用底层FPGA资源搭建的LEON2 SoC系统。第三层是应用层，在SoC系统的基础上实现MPEG2解码器的应用。一个完整的MPEG2解码器设计流程将演示三层模型的实现，其中MPEG2解码器软硬件实现的细节会结合这三层模型结构展开。 基于FPGA平台，成功地完成了嵌入式MPEG2解码器的部分模块硬件化的软硬件协同实现，解码器硬件实现的部分是反余弦变化模块（IDCT）和信号转换模块（YUV2RGB）。实验的结果表明该平台能同时受益于DSP实现的灵活和ASIC实现性能上的优势，这样它既能享受DSP处理器具有的灵活性特点，又能充分利用深亚微米工艺飞速发展所带来的硬件性能提升。该平台的潜在商业价值在于它组合了DSP和传统ASIC各自的技术特点，为下一代SoC的发展提供了新的机遇。 关键词：现场可编程门阵列；SOPC；软硬件协同设计；MPEG2
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