Vektör hızlandırıcılı işlemci tasarımı
Processor design with vector accelerator
- Tez No: 937954
- Danışmanlar: PROF. DR. ABDÜLKADİR ÇAKIR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Isparta Uygulamalı Bilimler Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 75
Özet
Mikroişlemciler günümüzde birçok alanda kendine yer bulmaktadır. FPGA ile yapılan sayısal tasarım uygulamalarında bazı durumlarda işlemci çekirdekleri kullanılmaktadır. Bu çekirdekler FPGA'in içinde gömülü olarak yer alabileceği gibi, dahili işlemci çekirdeği bulunmayan FPGA'ler için, HDL kodundan işlemci sentezlenebilir. Bu tür işlemcilere soft-core işlemciler denir. Bu işlemciler, başka sayısal tasarım yapılarıyla birlikte çalışabilirler. Özellikle kolay programlanabilir ve özelleştirilebilir yapılarıyla öne çıkan soft-core işlemci çekirdekleri, FPGA tasarımlarını basitleştirmekte ve geliştirme süreçlerini hızlandırmaktadır. Bu tez çalışmasında, FPGA uygulamalarında kullanılmak üzere, özelleştirilebilir 32-bit RISC-V mimarili bir işlemci, Verilog donanım tanımlama dili kullanılarak tasarlanmıştır. Tasarlanan işlemci çarpma-bölme ve bit manipülasyonları gibi bazı opsiyonel RISC-V buyruk eklentilerini destekleyecek biçimde yapılandırılabilmektedir. FPGA uygulamalarında paralel işlem başarımını arttırmak için, işlemci çekirdeğine bağlanabilen bir vektör hızlandırıcı tasarımı da sisteme eklenmiştir. Sistemin çıktılarının gözlemlenmesi ve test edilebilmesi için Wishbone protokolü ile uyumlu UART ve Zamanlayıcı çevrebirimi tasarımı gerçekleştirilmiştir. Tasarlanan yapıların kullanımını kolaylaştırmak amacıyla, temel C geliştirme ortamı sağlanmış ve kütüphane desteği hazırlanmıştır. Tasarlanan sistem, Vivado benzetim ortamında ve Nexys A7-100T FPGA geliştirme kartı üzerinde çalıştırılıp test edilmiştir. Proje sonucunda, çeşitli gömülü sistem uygulamalarında kullanılabilir yapıda bir sistem elde edilmiştir.
Özet (Çeviri)
Microprocessors are widely used in various fields today. In digital design applications implemented with FPGAs, processor cores are sometimes utilized. These cores can be embedded within the FPGA. For FPGAs without an embedded processor core, a processor core can be synthesized from HDL code. Such processors are referred to as soft-core processors and can operate alongside other digital design structures. Thanks to their programmable and customizable architechture, these processors simplify FPGA designs and accelerate the development process. In this thesis, a customizable 32-bit RISC-V processor design was developed using the Verilog hardware description language for FPGA applications. The designed processor can be configured to support optional RISC-V instruction extensions, such as multiplication-division, and bit-manipulations. To enhance parallel processing performance in FPGA applications, a vector accelerator that can be connected to the processor core was also integrated into the system. For observing and testing the system's outputs, UART and Timer peripherals compatible with the Wishbone protocol were designed. To facilitate the use of the developed structures, a basic C development environment and library support were provided. The system was implemented and tested in the Vivado simulation environment and on the Nexys A7-100T FPGA development board. The processor designed in the project is suitable for use in embedded systems.
Benzer Tezler
- General reuse-centric CNN accelerator
Genel yeniden kullanım merkezli CNN hızlandırıcı
NİHAT MERT ÇİÇEK
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZCAN ÖZTÜRK
- Accelerating pagerank with a heterogeneous two phase CPU-FPGA algorithm
İşlemci ve FPGA kullanarak ayrışık iki fazlı yöntemi ile pagerank algoritmasını hızlandırmak
FURKAN USTA
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. MUHAMMET MUSTAFA ÖZDAL
- Hardware accelerators for high throughput packet classification in computer networks
Bilgisayar ağlarında yüksek veri hacimli paket sınıflandırması için donanım hızlandırıcıları
DOĞU ERKAN ARKADAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞENAN ECE SCHMİDT
- Yüksek sıcaklık ve yangın etkisindeki kimyasal katkılı harçların mekanik özeliklerinin istatistiksel yöntemlerle modellenmesi
Statistical modelling of mechanical properties of mortars with chemical admixtures under high temperature and fire effect
AYTAÇ ÜNVERDİ
Doktora
Türkçe
2021
İnşaat MühendisliğiEskişehir Osmangazi Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İLKER BEKİR TOPÇU