最新的动态重构技术带来了数字系统设计方法、设计思想的革命性突破，具有无与伦比的优越性，可以实现许多前所未有的应用，如：现场硬件动态升级、自适应硬件算法、硬件仿生学进化、无间断服务等。 本文研究具有自主知识产权的单芯片可重构嵌入式系统平台（RESP）的架构和设计方法，建构实时嵌入式系统开发的通用环境平台。RESP基于嵌入式架构，应用SoC设计方法学，以IP复用、系统集成和可重构技术为设计基础，采用软硬件协同开发流程，运行高性能实时操作系统，软硬件可动态定制。本文首先利用SoC设计思想，在单芯片上系统集成IBM的PowerPC405硬核、CoreConneet片上互连总线和各种IP软核，建立起高性能嵌入式系统平台，并软硬件协同开发RTOS；然后利用最新的可重构技术，采用模块化设计流程，改造原有的SoC成为SoPC，使得系统具有可裁减、可扩充、可升级等快速重用性。 本文开发成功的RESP具有如下性能指标： ？高性能实时处理能力，工作频率300＋MHz，400＋DMIPS ？系统总线工作频率100+MHz，有效带宽1.6＋Gbps ？64＋M字节DDR SDRAM，DDR工作频率100＋MHz ？256＋M字节CF存储空间 ？可运行各种RTOS，如Montavista Linux或uC／OS－Ⅱ等 ？支持各种I／O接口，如RS232、10M／100M以太网、RS485、CAN2.0B、PS／2、TFT-LCD数字接口等 ？双JTAG链，调试FPGA和CPU ？PCB几何尺寸小于100mm×100mm 本文的主要结构为：第一章阐述了IC设计的发展历史、开发流程和设计特点，并引入了全新的可重构系统芯片SoPC的概念；第二章详细介绍了RESP的软硬件架构，包括：CPU主控板、外围接口板和实时操作系统Monta Vista Linux等；第三章重点阐述了SoC设计方法学和Xilinx公司集成开发环境EDK的软硬件协同开发流程，并介绍了系统硬件配置、地址映射和开发要点；第四章重点阐述了可重构技术特别是动态重构技术，并说明了利用模块化设计方法开发可重构系统芯片SoPC的要点，建立了RESP的各种可重构模型；第五章重点阐述了CAN总线特性，并介绍了自主开发的CAN控制器的硬件架构、配置寄存器、总线接口和开发要点；第六章讨论了可重构技术的目前不足和发展前景。