CmDSP: 一种可配置媒体数字信号处理器

通过分析专用DSP技术发展, 提出一个面向媒体处理的可配置DSP: CmDSP。在自主定义专用媒体指令集基础上, 采用SIMD技术以及相应复数乘法器和专用协处理器等加速单元, 并采用VLIW技术和双簇结构。 CmDSP基于SMIC 0.18 m Digital Logic工艺实现, 并自主设计测试板, 完成了指令级测试和若干媒体算法的应用实现, 可以满足该领域设计工程的需要。     

基于DSP的快速小波分解和重构

在小波变换和TI(TexasInstruments)的浮点数字信号处理器TMS320C3X的基础上,对Mallat快速算法的分解公式和重构公式分别作了详细地说明,提出并实现了利用Matlab作辅助的设计工具在TMS320C3X DSP上实现快速小波分解和快速小波重构的方法,并给出了主要的汇编代码.该方法利用DSP(Digital Signal Processor)指令集的特点,以较少的指令周期,实现了Mallat算法.实际运行结果表明,该方法满足实时处理场合的要求.     

可定制Tcore处理器指令调度设计

基于传输触发体系结构可定制Tcore处理器具有理想的性能/价格比.但由于大量数据传输细节在体系结构一级可见导致了过低的编译效率.为此,提出了一种基于MACHSUIF中间格式的可重定目标编译器架构,将表调度与关键路径算法相结合以实现高效指令调度,从而大幅度提高编译质量.此外,通过基于操作的调度方法解决指令调度过程中功能单元的死锁问题.通过在4个DSP应用上进行测试,指令级并行度比传统的MoveFramework提高40%左右.     

用于智能传声器的低功耗语音降噪处理器设计

研究一种低功耗语音降噪处理器,提高传声器信噪比和智能化程度.该降噪处理器采用专用指令集处理器内核+硬件加速器的异构多核架构,兼顾低功耗、运算效率和灵活性.专用指令集处理器内核为24-bit位宽、多级流水、双哈佛存储结构,定制专用语音加速指令和硬件,提升运算效率.硬件加速器负责密集、规整的时域/频域变换操作,采用可配置结构,保证硬件灵活性,并通过中断和共享存储器机制与专用指令集处理器内核通信.基于SMIC 130nm工艺完成该降噪处理器芯片设计,结果显示处理器完成语音降噪任务,背景噪声下降约10dB,平均电流仅206μA.     

高性能可重构指令集架构模拟技术

应用可重构技术能大大降低指令集架构模拟器的再开发开销,为了在维持可重构性的同时提高模拟器性能,提出一种模拟技术。该技术使用C语言格式的架构描述语言对目标架构进行描述,可兼容多种指令集的模拟。针对模拟过程的瓶颈提出由ADL描述生成基于指令集编码格式信息的译码自动机的算法,实现了快速译码模拟。运用本技术构建了M IPS 4KC的模拟器并用性能评估的程序进行模拟。结果表明:该算法能提高模拟速度约110%~150%,与同类技术相比具有模拟性能高、额外开销小且易于应用的特点。     

AES快速算法的扩展指令集实现

基于Daemen等提出的AES快速算法,给出了用可配置处理器NiosII扩展指令集实现硬件加速的两种方案——基于片内存储器存储快速算法查找表的方法、用硬件逻辑电路实现S盒并计算出快速算法查找表对应元素的方法,用对前向查找表的查表操作代替了AES算法计算密集的轮变换操作.首先,将快速算法的前向查找表存放在片上内存中,并用12条扩展指令分别完成密钥扩展、轮变换和末轮操作,末轮变换所需的S盒采取对前向查找表的掩模得到;然后,对该方案进行优化以消除片上内存的占用,即推导出S盒与前向查找表的逻辑关系,并采取有限元素求逆的方法用逻辑电路实现S盒,增强了系统安全性并降低了功耗;最后,对扩展指令集和协处理器等多种实现方案进行了测试及性能对比.结果表明,相比于经过结构优化的纯软件快速AES算法,文中提出的方案在仅增加223个LE的条件下,达到了2.47倍的加速比.     

基于DSP的指纹识别模块设计与实现

提出了一种以定点DSP芯片TMS320VC5410及FPS200指纹采集传感器为核心的自动指纹识别模块,并对指纹识别算法采用DSP专用汇编指令集与C语言混合编程的方法,以此实现了一个高效低功耗的嵌入式系统.文中介绍了其组成原理、硬件结构设计、系统功能设计、图像采集电路的实现,以及指纹识别算法的处理流程和实现方法.通过试验,该模块的采集效率高、识别速度快且准确可靠,总体性能是令人满意的.     

用于系统级建模的DSP运算指令集设计方法

文章提出一种用于系统级建模指令集的设计方法并加以实现.该指令集作为某DSP的系统级设计建模和开发软件工具链的底层基础,为DSP的软硬件协同设计和软件模拟器的开发提供了一个平台.在工程化的测试中,通过该软件方法建立的DSP模型和硬件描述语言建立的DSP模型进行协同验证,证明了其正确性.     

高性能8位微控制器IP软核设计

在对传统MCS-51微控制器的局限性进行分析的基础上,提出了一种与其指令集兼容、性能大幅提高的可重用微控制器IP软核的设计。该控制器采用减少指令周期时钟数、独立总线访问、指令预读取等系统架构的优化及核心控制器架构的优化,使用新的加法和除法的算法,使性能得到大幅度的提高;在Altera FPGA上验证,该微控制器可稳定地工作在33.8 MHz时钟频率上。     

基于TMS320DM6446 DSP优化1/4像素插值算法

探讨了在TMS320DM6446 DSP平台上如何优化1/4像素插值算法。针对该芯片的结构和AVS视频编码程序的特点,利用该DSP独特的指令集和软件流水操作,把乘法操作拆分成移位和加法操作,一次读入多个像素数据,并行处理多个像素的插值,并采用线性汇编等方法,实现了对该技术相关C代码的优化。试验结果表明,优化后效率提高了69.2%。     

ASIP Approach for Multimedia Applications Based on a Scalable VLIW DSP Architecture

The rapid development of multimedia techniques has increased the demands on multimedia processors.This paper presents a new design method to quickly design high performance processors for new multimedia applications.In this approach,a configurable processor based on the very long instruction-set word architecture is used as the basic core for designers to easily configure new processor cores for multimedia algorithm.Specific instructions designed for multimedia applications efficiently improve the performance of the target processor.Functions not implemented in the digital signal processor (DSP) core can be easily integrated into the target processor as user-defined hardware to increase the performance.Several examples are given based on the architecture.The results show that the processor performance is enhanced approximately 4 times on the H.263 codec and that the processor outperforms both DSPs and single instruction multiple data (SIMD) multimedia extension architectures by up to 8 times when computing the 2-D-IDCT.     

浅谈RISC技术

精简指令系统计算机 (简称RISC)的主要特点是CPU的指令集大大简化 ,用简单的指令来提高机器的性能 ,特别是提高CPU执行程序的速度。介绍了RISC技术的起源和它所采用的一些基本技术 ,以及计算机系统中采用RISC技术后带来的好处和还存在的问题及今后的发展方向     

基于ARC700的MP3解码优化技术

ARC700是一种R ISC和DSP相结合的CPU体系结构,由于具有DSP结构和指令,在进行音频解码时具有较高的效率.针对FDM3000芯片,提出使用部分汇编和C语言结合的优化技术,可以在25MHz的CPU运行速率下实时解码MP3码流,实践证明该优化技术效果明显.     

80486极小指令集及其构造性证明

指令集是计算机系统结构的重要研究内容之一,众多学者对指令完全性进行了描述,但至今未见极小指令集的报道。在文中,寻找既具有基本功能,又无法由其它指令编程实现的计算机基本指令,研究计算机现有的最基本的计算行为。提出了指令的功能完全性和独立性概念,并在此基础上定义了极小指令集,这为计算机指令集的优化设计建立了理论基础。还从Intel 80486指令集中选定了一个子集I9,并构造性地证明了I9是IA-32处理器指令集的极小指令集。     

一种浅海信道扩频水声调制解调系统及其DSP实现

直接序列扩频技术是一种能有效抗多径和抗干扰的信息传输技术,针对浅海信道强多径干扰和低信噪比的特性,研究了一种二进制差分相位键控-直接序列扩频(DS-DBPSK)水声调制解调技术方案,并设计了以高速DSP芯片TMS320C6713为核心的调制解调实现系统.为了合理利用DSP的CPU资源及保证调制解调方案的实时实现,系统采用DSP/BIOS实时操作系统提供的中断管理和多线程机制,在提高程序执行效率的同时降低了对存储器和CPU的负荷和需求.初步的湖试和海试结果表明了该系统的有效性.     

TMS320C40实现图象高速采集与处理系统

利用高帧频 CCD图象传感和高速 DSP(TMS3 2 0 C40 ) ,设计出先进的动态图象高速采集和 RS- 4 2 2 A数据传输系统 ,将光学图象转化为便于计算机处理的数字化图象。以高速 DSP及快速存储器为核心设计并实现高速图象的数字缓冲接口系统 ,与 PC主机构成双机系统 ,并采用 DMA数据通信方式 ,以提高数据的传输速度 ,使采集系统主机能正确接收和处理图象数字信号。     

一种实用的嵌入式DSP视觉跟踪器设计

设计一种用于跟踪一般物体的实用的嵌入式视觉跟踪器,以ＴＭＳ３２０Ｃ３２ＤＳＰ为中央处理器,以ＯＶ７６１０为摄像芯片建立独立的视觉跟踪器硬件模块;以Ｋａｎａｄｅ－Ｌｕｃａｓ光流算法为基础建立基于特征的目标跟踪算法,并使用金宁塔数据结构和启发式搜索算法快速有效地跟踪目标,结果表明使用普通的ＤＳＰ可以实现图像中一般目标的实时跟踪。     

一种基于服务质量的点对点通信路由选择算法

基于服务质量的路由选择机制是向分布式多媒体应用提供服务质量保证的重要手段·着重研究了基于服务质量的点对点通信路由选择机制,根据点对点分布式多媒体应用的实际需要和Dijkstra算法,提出了一遍逐段式算法,证明了算法的正确性·同时,设计并实现了算法的仿真软件,仿真结果表明算法是有效的·一遍逐段式算法不仅可以满足基于服务质量的点对点通信路由选择的需要,而且可以用于多媒体组通信路由选择机制的初始路由建立·