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随着近年来计算机技术和微处理器制造技术的发展,嵌入式处理器的设计和一大批适用于各种场合且性能优异的32位SoC芯片涌现出来,由于SoC芯片的种类不断增多,性能不断提高,在基于SoC的嵌入式系统设计实现过程中,设计者更多考虑的不再是能否实现某个特定功能,完成某个特定的任务,而是从设计方法的层面,注重设计的周期和效率,使得嵌入式系统的设计实现更加符合产品的生命周期,同时在保证性能和稳定性的同时减少产品的设计时间,和开发过程中的人力资金投入。
因此,可重用设计方法越来越受到设计者的重视。在可重、用设计方法的四个具体实现层次中,可重构模式显然是使用最广泛、与应用联系最紧密的实现方法。可重构模式指在设计过程中构建可重用的物理平台,使得物理平台满足一定的通用性,同时又具备可修改、可扩展的特性,用以满足不同的设计需求。使得不同的设计工作可以使用相同的平台来完成,从而避免了对底层物理平台设计工作的不断反复。
本文首先比较了在嵌入式系统设计过程中,可重构技术和IP复用设计技术两个主要方法的特点。然后以ARM嵌入式处理器为例,提出利用可重构技术设计嵌入式最小系统平台的一般方法和过程,并基于ARM+Linux的模式设计了用于图像处理应用的最小系统。然后利用这一最小系统,重构了两个嵌入式系统,一个用于掌纹识别系统,并在此基础上完成了掌纹的预处理、定位、识别等算法,并验证了掌纹识别算法的可行性,同时性能也达到了预期的要求。另一个系统用于铁路道岔缺口检测系统,在这一系统上也完成了预期的检测功能,并且性能经过了现场测试,达到了预期的目标。
论文通过利用同一最小系统重构并实现不同的应用系统,证明了可重用设计方法在嵌入式系统设计中的确具有可行性和指导性意义。