Designing custom rısc-V based socs: from ıntegration to ısa optimization
Özel risc-V tabanli soc tasarimi: entegrasyondan isa optimizasyonuna
- Tez No: 928922
- Danışmanlar: PROF. HASAN FATİH UĞURDAĞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Özyeğin Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektrik Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 138
Özet
Ac¸ık-kaynak is¸lemci mimarileri, ¨ozellikle RISC-V gibi sentezlenebilir is¸lemci c¸ekirdekleri, donanım tasarımını yazılım ihtiyac¸larına g¨ore uyarlayarak, Yongada Sistem (SoC) tasarımlarının c¸es¸itlili˘gini ve esnekli˘gini artırmıs¸tır. Bu gelis¸meler, donanım ve yazılım alanlarında es¸i benzeri g¨or¨ulmemis¸ bir esneklik sa˘glamakta ve genis¸ bir uygulama yelpazesinin gereksinimlerine uyum sa˘glayabilecek, y¨uksek d¨uzeyde ¨ozelles¸tirilebilir SoC entegrasyonlarının olus¸turulmasını aras¸tırmayı tes¸vik etmektedir. Bu tezin ilk b¨ol¨um¨u, bir elektrik sayac¸ uygulamasının gereksinimlerini kars¸ılamak ¨uzere tasarlanmıs¸ esnek ve ¨ozelles¸tirilebilir bir SoC prototipi olan“OzU SoC”konseptinin uygulanması ile bas¸lar. Bu gelis¸tirme c¸alıs¸masının temel felsefesi, genel amac¸lı tasarımlarda yalnızca yazılım optimizasyonlarına g¨uvenmek yerine, tasarımı hızlı bir s¸ekilde belirli bir uygulamanın ihtiyac¸larına uyarlamaktır. Bu c¸abanın sonunda OzU SoC, Sahada Programlanabilir Kapı Dizisi (FPGA) ¨uzerinde gerc¸eklenmis¸, sentezlenebilir bir FikriM¨ulkiyet (IP) blo˘gu olarak prototiplenmis¸tir. Tezin ikinci b¨ol¨um¨u ise modern SoC tasarımındaki temel bir zorlu˘gun, fiziksel alanın minimize edilmesine odaklanır. Modern SoC tasarımının boyutunda ¨onemli bir fakt¨or olan yongadaki bellek, bu b¨ol¨um¨un ana oda˘gıdır. Bu b¨ol¨umde, RISC-V ISA'nın 32-bit tamsayı versiyonu olan RV32I'ye uyumlu bir genis¸letme olarak Yenilikc¸i De˘gis¸ken Uzunluklu Kapsayıcı Komut Seti Mimarisi (NOVLI-ISA) ¨onerilmektedir. Bu b¨ol¨um, ¨onerinin tasarımı, uygulanması ve de˘gerlendirilmesini kapsar ve temel amacı, makine kodu boyutunu karmas¸ıklık, is¸levsellik veya esneklikten ¨od¨un vermeden azaltmaktır. Bu tez, modern ¨ozelles¸tirilebilir SoC gelis¸tirme alanındaki temel unsurları g¨ostermekte ve ¨onerilen genis¸letme ile RISC-V toplulu˘guna katkıda bulunmaktadır.
Özet (Çeviri)
Soft processor cores, particularly open-source processor architectures like the RISC-V, have extended the diversity and flexibility of SoC designs, tailoring the hardware design to the software needs, instead of the opposite. These developments enable unprecedented flexibility in both hardware and software aspects, motivating the exploration of creating highly-customizable SoC integrations that can adapt to a diverse range of application requirements. The first part of this thesis begins by implementing the concept of a flexible and customizable SoC prototype, the“OzU SoC”, tailored to the meet requirements of an electric metering application. The philosophy of this development work is to quickly adapt the design to its specific application needs, rather than relying solely on software optimizations on general-purpose designs. This effort culminates in implementing a prototype of the OzU SoC as a soft Intellectual Property (IP) demonstrated on a Field Programmable Gate Array (FPGA). The second part of this thesis focuses on optimizing a key challenge in modern SoC design: physical area reduction. On-chip memory, a significant factor in determining the size of modern SoC design, is the main interest. In this part, the Novel Variable-Length Inclusive Instruction Set Architecture (NOVLI-ISA) is proposed as a compatible extension to the 32-bit base integer RISC-V ISA, known as RV32I. This part includes the design, implementation, and evaluation of the proposal, with the primary goal of machine code size reduction without compromising complexity, functionality, or flexibility. This thesis demonstrates key aspects of modern customizable SoC development, contributing to the RISC-V community with the proposed extension.
Benzer Tezler
- An FPGA implementation of a RISC-V based SOC system with custom instruction set for image processing applications
Görüntü işleme uygulamaları için özel komut setine sahip RISC-V tabanlı bir SOC sısteminin FPGA gerçeklemesi
ERFAN GHOLIZADEHAZARI
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SIDDIKA BERNA ÖRS YALÇIN
- Implementing quaternion-based nonlinear control for quadrotors in the Px4 autopilot framework
Px4 otopilot sisteminde dört rotorlu hava araçları için dördey tabanlı doğrusal olmayan kontrolün uygulanması
UTKU YÜCEL
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Havacılık ve Uzay MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OZAN TEKİNALP
- Simülatör uygulaması amaçlı gemi sevk sistemi parametrik tasarımı
Parametric design of a marine propulsion system for simulator application
NAZ GÖRENER
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Denizcilikİstanbul Teknik ÜniversitesiDeniz Ulaştırma İşletme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. İSMAİL ÇİÇEK
- Designing and developing a digital light processing based stereolithography 3D printer
Dijital ışık işleme tabanlı stereolitografi 3B yazıcı tasarlama ve geliştirme
MOHAMMED SAHIB
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolAtılım ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ GÜZİN TİRKEŞ
DR. ÖĞR. ÜYESİ SAMET AKAR
- Toplam verimli bakım uygulamalarının etkinliğinin denetlenmesinde genel ekipman verimliliği tasarımı: Eczacıbaşı Artema örneği
Designing the overall equipment efficiency for inspecting the effectiveness of total productive maintenance applications: A case of Eczacıbasi Artema
SERCAN HATİPOĞLU