一种面向多媒体和通信应用的处理器指令集及架构实现

提出了一种面向多媒体和通信应用的CPU和DSP一体化计算的指令集架构,并设计实现了一款基于该指令集架构的VLIW DSP处理器.该CPU和DSP融合指令集架构中的CPU指令兼容已有MIPS 4KC指令集,DSP指令为自主设计.针对多媒体和通信常用算法中并行度高等特点,提出了多条基于像素操作、向量操作和复数操作的DSP指令,并详细说明了实现这些指令的关键功能模块的电路实现方法.实验结果表明,在多媒体的插值、重建以及通信的滤波、FFT等算法上,采用本文提出的面对特定应用的指令集具有较明显的优势.流片测试结果证明该指令集架构可实现且有效.     

面向分组密码算法的高面积效率可重构架构

为了提升安全应用中分组密码算法的面积效率,提出了一种基于粗粒度可重构计算的硬件架构.在可重构架构设计过程中采用了2种优化方案,即利用Benes网络优化可重构计算阵列的层间互联和基于配置信息的使用频度优化配置信息的组织方式.实验结果表明:采用基于Benes网络的层间互联方案后,可重构阵列中层间互联的面积开销减少了51.61%;采用基于使用频度的配置信息层次化组织方式后,AES分组密码算法和DES分组密码算法的配置时间分别缩短了80%和88%,配置时间占总时间的百分数分别下降了42%和39%.这2种分组密码算法在该可重构架构上实现的面积效率为同类架构的3.95和1.51倍.因此,所提的2种优化方案能够有效降低面积开销,提高可重构架构的性能,有助于分组密码算法高面积效率的实现.     

复制窗口不等保护喷泉码的与或树渐进性能分析

采用与或树分析方法,结合算法的构造,推导出复制窗口不等保护算法中各类数据的译码失败概率迭代公式.从数学的角度验证算法性能.通过Matlab性能仿真,给出在不同复制因数下复制窗口不等保护算法与算法误比特率性能关系曲线.通过与基于权重的不等保护算法及拓展窗口喷泉码的渐进性能仿真结果进行对比,证明了该算法在相同译码开销下,可将保护级别提高3～4个数量级.此外,本文研究了复制因数对算法性能的影响,在不同的译码开销下,通过Matlab仿真给出复制因数与算法性能的关系曲线.     

嵌入式系统的适应性显式并行指令技术

利用可重构技术可以显改善系统的性能。重点分析探讨了支持可重构技术的适应性显式并行指令技术(AEPIC)的系统模型。该系统模型由一个显式并行指令技术(EPIC)处理器和一个精细且可动态重构结构紧密连接而成，其特点在于支持动态可重构和指令合成，因此可以为不同的应用程序提供不同的动态指令集。通过AEPIC模拟器和可重构硬件XilinxFPGA进行模拟分析以验证其有效性。实验结果表明：比起显式并行指令技术，此系统模型能够以同样的运行频率得到更高的运行速度。     

面向媒体处理可重构系统中数据缓存结构和缓存管理策略优化

研究并提出了一种基于二维访问机制的数据缓存结构(2D Cache)及其更新管理策略.该缓存结构可以在控制硬件存储开销的同时,有效提升可重构系统的数据访存效率.实验结果表明,仅需4 KB的数据缓存开销,可重构系统的访存性能提升了29.16%~35.65%,并且对于不同标准的媒体处理算法都能获得较好的优化效果,具有很好的适应性.芯片实测结果表明,采用所述数据缓存设计方案的可重构系统可以在200 MHz下满足1080p@30fps的实时解码需求,与国际同类架构相比,性能提高了1.8倍以上.     

Tutbo码并行译码算法的研究

Turbo码的译码算法大致可分为串行译码算法和并行译码算法两大类。串行译码算法如MAP、LOG MAP等的研究已比较深入。但并行译码算法 ,尚有许多问题有待探讨。研究了Turbo码的并行译码算法 ,将Turbo码译码和图论结合起来 ,利用Bayesian网络图模型描述了Turbo码的译码过程 ,基于模型使用Pearl的信息传播算法 ,建立了Turbo码的并行译码算法。并对所讨论的并行译码算法进行了模拟 ,模拟结果表明 :该并行译码在译码性能等方面比串行译码优越     

OFDM系统中Viterbi译码器的设计及FPGA验证

在对Viterbi译码算法进行Matlab软件仿真的基础上,综合考虑硬件开销以及电力线OFDM传输系统中FEC解码的具体要求,确定了Viterbi译码器的各个设计参数．为了提高译码性能和译码速度,提出了一种改进的回溯算法．整个设计用Verilog语言编写,采用FPGA技术,通过系统联调,验证了设计的合理性与可靠性．     

LDPC和积译码的一种改进算法

性能逼近Shannon限的低密度奇偶校验(Low-Density Parity-Check,LDPC)纠错码,在实际应用中需要解决的问题是尽可能降低译码的复杂度.本文概要分析了低密度奇偶校验码的和积译码算法,并基于该算法,提出了一种新的LDPC的和积译码改进算法一差分译码算法,选择若干个绝对值最小的差分值进行运算.理论分析和仿真验证结果表明:本文提出的改进算法可进一步降低了译码复杂度,并使译码性能得到一定提高.     

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DSM的可重构多DSP并行处理架构

提出一种基于DSM的可在线重构多DSP并行处理架构,采用基于自定义内部总线的信息传递服务,在分布式物理内存上实现了统一编址的共享内存模型,减小了DSP之间的数据传递开销;设计基于VME总线的在线重构来实现针对消息传递服务的重定义,增强了并行计算架构的通用性.实验表明,采用此DSM能减小了并行DSP对共享数据同步访问开销,满足多轴精密同步运动控制系统需求.     

基于网格的先进分布式仿真系统ADS-G

为了克服现有HLA(h igh leve l arch itecture)仿真系统的诸多缺点:缺乏统一数据表示、仿真资源静态分配、缺乏仿真全生命周期支持、安全性和容错性差等,提出并设计了基于网格的先进分布式仿真体系结构(ADS-G)。该体系结构建立在网格技术基础之上。其主要思想是把HLA功能在网格系统中实现,并充分利用网格系统提供的资源共享及动态分配、安全性和扩展性等HLA协议所不能够提供的特性。开发了ADS-G的原型系统,并在原型系统上运行了仿真实例。仿真系统运行结果表明:ADS-G仿真系统能够正确高效地运行,验证了ADS-G设计概念的可行性。     

计算机组成原理虚拟实验室系统的设计及实现

结合实际项目开发,对分布式虚拟实验室的体系结构进行了相关研究。基于实时性考虑,采用Client／Server模式,以TCP／IP协议进行通信;通过在客户端放置局部数据库,服务器端放置全局数据库来缩短系统的响应时间;服务器端采用多线程技术来提高执行效率。为了快速、逼真地模拟计算机组成原理实验,系统采用Visual C＋＋6.0、OpenGL和SQL Server2000进行开发。系统能够满足计算机组成原理实验的需求,具有良好的开放性、通用性以及一定的智能性。     

分布式虚拟实验室体系结构与仿真算法研究

结合实际项目开发，对分布式虚拟实验宣的体系结构及仿真算法进行了相关研究。基于实时性考虑，采用Client／Server模式，以TCP／IP协议进行通信；通过在客户端放置局部数据库，服务器端放置全局数据库，来缩短系统的响应时间；服务器端采用多线程技术。来提高执行效率；使用真值表对芯片功能进行仿真，使用事件调度法对实验过程进行仿真。为了快速、逼真地模拟真实实验，系统采用Visual C＋＋6．0、OpenGL和SQL Server 2000进行开发。以计算机组成原理实验为例，对提出的体系结构与仿真算法进行了验证；本设计同样也适合于通用的分布式虚拟实验室环境。     

分布式交互仿真与高层体系结构

在说明分布式交互仿真标准化发展过程的基础上，介绍了分布式交互仿真协议和高层体系结构，对两者进行分析比较，总结出各自的特点，为相关人员提供参考。     

节能建筑光环境设计实例

由建筑节能引出了建筑光环境设计的重要性,并介绍了一些计算机模拟软件,说明了计算机模拟软件应用于建筑光环境设计中的优越性.通过对某住宅楼光环境的模拟分析实例,对该软件在建筑光环境模拟分析中的应用作了进一步介绍.最后通过分析实例得出了该节能住宅楼光环境设计的相关建议.     

JTIDS仿真训练系统分析与体系结构设计

JTIDS仿真训练系统体系结构是构建JTIDS仿真训练平台的基础。分析了JTIDS仿真训练系统的功能需求、实现途径以及仿真系统的网络规则,提出了JTIDS仿真训练系统的半实物仿真体系结构,并设计了各层功能模型。     

基于分层架构方法的飞行仿真软件设计

提出一种基于分层架构的飞行仿真软件设计方法,将飞行仿真软件的设计划分为任务层设计、决策层设计、控制层设计和执行层设计;将航迹和姿态控制、动力学方程解算、飞行决策、视景显示等开发成函数供不同的层调用.以某型号战斗机双机编队飞行为例进行了实验研究.     

一种集成的复杂物流系统仿真体系结构

针对复杂物流系统的复杂性,提出了一种分布式多代理仿真体系结构,阐述了该体系结构在复杂物流系统仿真中的应用过程,将复杂物流系统分布式多代理仿真体系结构和集中式仿真体系结构相结合,提出了集成的复杂物流系统仿真体系结构．     

基于联邦式本体的HLA仿真建模

针对当前高层体系结构(high level architecture,HLA)难以保证复杂产品协同仿真过程中数据与语义一致性的问题,该文提出了一种基于联邦的本体组织方法,给出了联邦式本体的概念。联邦式本体以HLA发布和订购的方式完成分布式概念匹配与保存,实现多领域模型的语义一致,既保证了领域本体独立性,又保证了模型间的互理解性。该文研究实现了基于联邦式本体自动构建仿真任务HLA对象模型的方法,能根据仿真任务联邦概念模型,自动完成对象模型的创建、部署,提升了领域仿真模型的可重用性,并提高了HLA联邦的开发效率。     

MANET中路由协议与仿真模拟的研究

简要论述了MANETN络的概念和特点、并从体系结构着手简要分析TMANET与其他网络的区别．重点对已有的路由协议及其存在的问题、今后的发展趋势进行了论述．同时介绍了对路由协议实行性能评估的参数和几种网络模拟器．最后对MANET的发展进行了展望。