内存推移理论及其实验

双空间存储器是2013年发明的新型存储系统,其核心是内存空间在巨大的双空间存储器上的映射理论——内存推移理论.介绍了所构建的第一个双空间存储器实物系统,并在该系统上首次实施了内存推移理论.完成了对双空间存储器和推移锁存器组的实物设计及实现,并在实物实验系统上成功实施了内存推移操作,从而证实了将内存空间在双空间存储器上推移的理论的正确性,成功解决了内存空间与巨大的双空间存储器随机访问空间的对接问题,奠定了构造双空间存储器和实施内存推移理论的实践基础.所构造的实物系统包含一块TQ2440Core 2.0核心板、1 GB双空间存储器和由8个12位推移锁存器组成的推移锁存器组.将该核心板对其2 MB内存空间的随机访问自动落实为对1 GB双空间存储器字空间上指定位置的随机访问,并利用推移指令在双空间存储器的字空间上实现了窗框移动操作.     

一种实时说话人身份识别系统的设计

设计一种以TM S320VC5402为核心,外围扩展语音编解码器、程序存储器、语音存储器等集成电路,基于定点数字信号处理器的实时说话人身份识别的系统.通过为每个语音命令设置3个模板的预留空间,使每个语音命令可以有3个模板参与识别,避免说话人语气和语调的变化产生的影响.在比较嘈杂的环境下,系统的正确识别率超过87%.处理器VC5402从识别中断并响应中断到CPU进入中断服务程序的第1条指令,需要20个时钟周期,系统的平均处理时间小于0.2 s.     

U-Boot在S3C44B0上的移植方法

Bootloader(引导加载程序)是嵌入式系统CPU加电后第一个开始运行的代码.在内核映像执行之前完成相关的底层硬件的初始化,建立内存空间的映射图等重要工作,然后为内核提供引导参数,启动内核.DasU Boot(UniversalBootloader),是一个功能十分强大的Bootloader,本文深入研究了U Boot的工作机理,详细分析了U Boot在基于三星公司S3C44B0处理器的嵌入式系统板上的移植方法、过程与移植要点.     

嵌入式计算机系统Bootloader的设计与实现

本文通过实例介绍引导加载程序的设计原理和实现步骤.其中主要包括对S3C2440芯片及其外设的分析,对硬件的初始化流程.并给出自动加载模式和Shell命令解释器的执行步骤,提供了部分核心代码及实验结果作为参考.     

基于UDCT的改进双变量模型图像去噪

文章通过对均匀离散曲波变换(UDCT)域中小波系数统计特性的研究,针对传统双变量模型未考虑空间聚集性的不足,提出了一种新的双变量模型去噪算法。首先在双变量模型的基础上采用了蒙特卡洛方法估计各子带的噪声方差;然后引入邻域模型,通过调整邻域窗的大小估计相应窗口内小波系数的度量方差,得到初始化图像;最后以初始化图像和原噪声图像为先验信息,推导出改进的双变量模型来处理原噪声图像,且以对称K-L散度和最大迭代次数为收敛条件,得到最终去噪图像。实验结果证明了该算法的有效性。     

基于静态指令分配的多模块ROP自动构造方法

返回导向式编程(ROP)是一种可有效绕过数据执行保护(DEP)机制的技术.已有的ROP自动构造技术缺少对ROP模块转换过程的静态指令分配的优化,导致ROP载荷需占用大量内存空间.为解决这一问题,基于已有的ROP自动构造系统Q,针对多模块ROP的模块转换过程,设计了新的静态指令分配规则SIA.SIA通过静态指令分配,构造中间指令序列;通过动态数据填充,实现ROP模块转换过程中的寻址与指针修改.实验表明,相比已有技术,通过SIA规则构造的多模块ROP载荷降低了内存空间占有率,提高了ROP载荷的实用性.     

YOLOv3-ADS:一种基于YOLOv3的深度学习目标检测压缩模型

基于原有YOLOv3模型占用存储空间较大,所需初始化数据集样本和参数较多的问题,本文提出了一种基于YOLOv3的深度学习目标检测压缩模型YOLOv3-ADS.该模型使用拼接、叠加等方法对较少的有代表性的初始数据集进行数据增强,引入了DIoU损失函数,提升了目标检测的准确度.最后,通过稀疏训练和剪枝率阈值设置实现了YOLOv3-ADS模型的压缩处理,减少了模型实现过程中的冗余节点、参数数量和所需存储空间.实验结果表明,提出的YOLOv3-ADS压缩模型与已有的YOLOv3模型相比,平均精度值(mAP值)提升了约30%,由0.6418提升至0.8368,需设置参数量下降了96.6%,由原来的63.0MB降至2.2MB,在保证了较高目标检测准确率的同时,YOLOv3-ADS模型所需存储空间下降了96.5%,由252MB降至仅需8.81MB.     

神经网络在线性系统辨识中的应用

本文把具有线性处理单元的神经网络应用于线性时不变动态系统辨识;讨论了用多层前向网络和回归网络分别对线性时不变动态MIMO系统的输入输出模型和状态空间模型进行辨识的方法;提出了用线性系统粗糙模型的先验知识对神经网络权进行初始化的方法.仿真实验表明所提出的初始化方法比随机初始化法的学习有更快的收敛速度.     

一种矩阵相乘的并行算法实现与性能评测

用传统的串行算法进行矩阵相乘运算会受到矩阵规模、单机的CPU主频、内存大小和存储器空间等方面的限制.而使用并行算法是解决上述限制的最有效途径.为此,在集群计算环境下,使用SPMD计算模型和基于MPI消息传递技术设计实现了矩阵相乘的并行算法.实验表明,此并行算法在一定矩阵规模下具有较好的加速比和并行效率.     

TMS320C54x与PC机串行通信在仿生机器蟹系统中的应用

在仿生机器蟹控制系统中,协调控制层接受从组织规划层传来的命令,经过实时信息处理,产生一系列可供执行器执行的具体动作的序列,又细分为各步行足模块间协调和步行足各关节之间协调2层任务.DSP需要进行大量的运算,而且实时性要求很高.介绍了TMS3205x与PC机进行串行通信的方式,利用异步通信芯片TL16C550C实现了仿生机器蟹系统中TMS320VC5410与PC机的串行通信,并给出了通信的硬件接口电路和软件流程图以及TL16C550C的初始化程序.     

基于符号执行的格式化字符串漏洞自动验证方法研究

格式化字符串漏洞是一种常见的危害较大的软件漏洞.现有格式化字符串漏洞自动验证系统未充分考虑参数存储位置位于栈以外空间的情况,造成对该部分漏洞可利用性的误判.针对该问题,论文设计实现了一种基于符号执行的格式化字符串漏洞自动验证方法,首先根据参数符号信息检测当前格式化字符串函数漏洞,然后分别构建参数存储于不同内存空间情况下的漏洞验证符号约束,最后利用约束求解自动得到漏洞验证代码,实现了格式化字符串漏洞的自动验证.在Linux系统下对不同类型测试程序进行了实验,验证了方法的有效性.     

第二类边界条件下硬脂酸固液相变蓄能研究

通过引入有效导热系数来考虑自然对流对固液相变传热的影响,将相变蓄能模型简化为仅用能量方程描述,采用显热容法及正态分布液相率模型进行了求解.与硬脂酸固液相变实验的比较表明:自然对流对相变传热的影响不可忽略;修正后的有效导热系数经验公式能更准确地描述等热流边界条件下的固液相变过程;在等壁温边界条件下,相变速率随时间的推移而减小;在等热流边界条件下,相变速率随时间的推移而增大.     

基于联合多维动态Bloom过滤器的SDN多属性查找结构研究

软件定义网络(SDN)作为一种新型的网络架构,可以为核心网络及应用的创新提供良好的平台.作为SDN实现的关键技术Openflow在实际的应用中仍然存在一些技术瓶颈.本文提出一种联合多维动态Bloom过滤器(CMDDBF)查找结构来替代Openflow交换机中的三态内容寻址存储器(TCAM)来实现流表的转发和处理.CMDDBF解决了TCAM空间利用率低和价格昂贵的缺点,能够有效实现多字段数据的查找和处理操作,并根据流表的规模动态调整内存空间.实验表明:CMDDBF不仅可以有效实现多字段数据的查找,而且在降低误识率方面具有很好的性能.     

基于QDMA的X264编码器优化

为提高X264编码器在TMS320C6416处理器上的编码速度,提出一种基于QDMA(快速存储器访问)的优化方法.根据C6416的存储结构和访问速度特点,通过设置双缓冲区,使用QDMA的方法实现了数据的搬运.实验表明,使用QDMA方式优化后编码器的率失真性能损失很小,编码时间平均缩短了11.82%,有效地提高了编码速度.     

网孔自动搜索算法在水电仿真中的设计与实现

将电路抽象为图论中的图,在验证了网孔和最小独立闭合环一致性的基础上,把求电路中网孔的问题转化为抽象图中搜索最小独立闭合环的问题;然后以图论中图的广度优先搜索算法为基础,给出了基于广度优先搜索的最小独立闭合环自动搜索算法(BSA)的基本原理和算法描述.实验表明,该算法可以准确高效地搜索出图中所有的最小独立闭合环,算法的运行速度快,占用的空间小,完全可以满足实时性和内存空间的需求.     

一种I2C总线接口的串行时钟芯片

论述了一种采用I2C总线接口的串行实时时钟芯片的设计方法.该芯片是一个低功耗、完全BCD码的时钟/日历芯片,地址和数据通过I2C双向数据总线串行传输.时钟/日历提供秒、分、时、日、星期、月和年的时间信息;集成的249 byte的静态随机存储器(SRAM)可用于存储临时信息;内置了电源电压监控电路,可使芯片在掉电时自动转入电池供电模式,并对SRAM进行掉电保护;与微处理器连接时,只占用CPU的2条I/O口线(SDA口线和SCL口线),数据传输速率最高可达400 kHz.     

动态投影栅线的加窗傅里叶分析方法

提出一种基于动态投影栅线的全场非接触测量振动或者连续变形物体的位移、速度和加速度的方法.利用高速摄像机采集一系列随时间变化的投影栅线图.加窗傅里叶变换由于可进行局部分析和更好地抑制噪声,被用来提取单幅栅线图的相位.经过对序列投影栅线图在空间域上的处理,得到包含位移信息的三维复相位矩阵.再通过加窗傅里叶脊对位移在时间域上的分析,进一步提取出物体的速度和加速度分布.连续振动悬臂梁的测量实验结果表明,动态投影栅线结合加窗傅里叶分析能够得到动态变形物体上每个点的瞬时的位移、速度和加速度分布,证实了该方法的有效性.     

质子衍射的束缚态理论研究

虽然量子力学的正统理论基本都得到了实验的证实,但是迄今为止仍然有一些理论令科学家感到困惑,认为它们是"来自北方的迷雾".费曼提出电子的双缝干涉实验是量子力学的核心问题,科学家进而对微观粒子的波动性理论进行了持续的研究.根据量子力学束缚态理论,提出质子经过双原子核之间时,波函数的空间分布必然是量子化的,我们称之为瞄准距离的量子化,结合经典力学理论,质子衍射图样也势必会出现明暗相间的条纹.     

基于像元递归的高光谱局部异常检测算法

阐述了基于传统RX算法(Reed-Xiaoli Detector,RXD)架构的高光谱实时局部异常检测算法研究方案.基于高光谱空间成像方式的特点,针对摆扫型成像光谱仪逐像元成像的机理,采用局部因果阵列窗,两次利用Woodbury矩阵求逆引理,实现高光谱目标的局部异常检测.首先,将经典的矩阵窗改进为滑动因果阵列窗;然后,对局部实时算子的因果阵列窗窗长的参数设定进行优化,选取四组数据进行测试对比,选取最优参数;最后,就检测结果灰度图、ROC曲线(Receiver Operating Characteristic Curve)、AUC数值(Area Under Curve)以及算法运行时间等四个方面,对局部异常检测算子与经典双窗算子、全局实时算子分别进行仿真实验比较.结果表明,虽然因果阵列窗窗长的参数优化使局部异常检测算子的计算复杂度有略微升高,但异常目标点的观测更加清晰,AUC值明显提高,具有更好的检测效果.     

CPU+GPU异构并行的矩阵转置算法研究

针对当前算法优化研究一般局限于单一硬件平台、很难实现在不同平台上高效运行的问题,利用图形处理器(GPU)提出了基于开放式计算语言(OpenCL)的矩阵转置并行算法.通过矩阵子块粗粒度并行、矩阵元素细粒度并行、工作项与数据的空间映射和本地存储器优化方法的应用,使矩阵转置算法在GPU计算平台上的性能提高了12倍.实验结果表明,与基于CPU的串行算法、基于开放多处理(OpenMP)并行算法和基于统一计算设备架构(CUDA)并行算法性能相比,矩阵转置并行算法在OpenCL架构下NVIDIA GPU计算平台上分别获得了12.26,2.23和1.50的加速比.该算法不仅性能高,而且实现了在不同计算平台间的性能移植.