一种低资源消耗的物理不可克隆函数FPGA设计

针对传统仲裁器物理不可克隆函数(PUF)在FPGA上实现后唯一性很差,而且资源消耗代价大的问题,在分析FPGA Slice的结构基础上,设计了一种新型结构的仲裁器PUF电路,该电路大幅度地提高了唯一性,大大减少了FPGA的资源消耗,使得仲裁器PUF可应用于FPGA.基于此提出了一种对传统仲裁器PUF结构改进的方案,利用Slice之间的对称性来提升PUF的唯一性,并充分利用Slice内部的组合逻辑资源以降低资源消耗.实验测量了片间海明距离和片内海明距离,评估了64bit的仲裁器PUF电路的唯一性和稳定性,结果表明:改进后的仲裁器PUF非常适合在FPGA上实现,能够降低62.5%的资源消耗,并且唯一性比较接近理想值.     

面向全分布式VLIW结构的部分互连研究

随着VLSI技术的发展,传统的采用了全互连网络的全分布式超长指令字结构的功能单元通信开销,成为制约着处理器频率增加和规模扩大的瓶颈.在分析应用程序特征的基础上,利用定义的5种通信模式提出了多种全分布式超长指令字部分互连结构,分析了由全互连结构变为部分互连结构通信方式上的改变,并完成了功能单元指派和通信调度等相关的编译调整.模型分析和实验数据表明,相比全互连结构,部分互连结构在程序性能些微降低的情况下,面积、功耗等资源开销大幅减少,并呈现出良好的可扩展性.     

蜂窝IP技术在移动Ad Hoc网络中的应用

移动Ad Hoc网络是一种自组织的无固定基础设施的网络,它可以与多种网络进行互连.本文简要介绍了蜂窝IP技术和移动Ad Hoc网络,提出了利用蜂窝IP实现移动AdHoc网络与Internet互连的网络模型,对该模型中各通信节点的功能和路由机制进行了分析和探讨.     

多核处理器核间互连的新型互连网络

提出了一种用于片上核间互连的新型互连网络--基三分层互连网络. 该网络具有明显的层次性和对称性以及良好的扩展性. 与2-D Mesh相比,在网络规模不大时,基三分层互连网络更适用于构建片上核间的通信网络. 仿真结果表明,该网络具有较低的平均通信延迟和较高的平均吞吐率.     

一种FPGA通用布线开关盒模型

提出了一种基于通用布线开关盒(GRB)的新型FPGA布线结构,该结构能够有效提高FPGA布线资源利用率.与VPR中的CB/SB布线结构和CS-Box结构相比,GRB结构能够进一步改善布通率和时序性能.MCNC基准电路测试结果表明:在布线开关数目相同的前提下,GRB结构能够将FPGA的综合性能平均提高4%.通过在GRB互连结构中引入快速布线通道,该结构在开关数目比CS/SB模型增加10.92%的情况下,能将时序性能提升17.50%.     

基于矿井下含分支节点的CAN总线优先权分配

为了解决CAN总线在矿井下覆盖面积和实时通信的问题,对CAN总线的协议进行了修改,采用了节点分支的方法,扩大了覆盖面积;在传输的帧中加入体现优先权的仲裁字段,根据煤矿监控节点的多少采用静态或动态优先权分配机制,解决了冲突问题。实践证明,该种方法在保证了实时通信的同时,覆盖面积扩大了10倍以上。因此,该系统能够适用不同类型煤矿的井下监控任务。     

考虑邻接点贡献的通信网关键节点评估方法

通信网络中的某些节点对整个网络具有重要的作用.关键节点的失效可能导致整个通信网络的性能急速下降甚至瘫痪.为确定通信网络中的关键节点,提出一种考虑了邻接点贡献的通信网关键节点评估方法,该方法同时考虑了节点的多方面属性以及其邻域内节点的影响.利用该方法对ARPANET(Advanced Research Projects Agency Network)进行了节点重要性的评估,并通过网络可靠性的相关理论和OPNET仿真建模工具对其进行了验证,证明了该方法的准确性.同时还发现,对通信网络的关键节点的冗余部署可以保障其网络性能,增加可靠性.     

面向高精度互连时延分析的电路网表生成方法

面向高精度时延分析,提出基于场求解器电容提取的自动互连电路网表生成方法.通过分析三维互连结构数据,实现互连线网中导体块之间连接关系判断;然后用图的广度优先遍历算法重新排序导体块,最后结合电阻电容提取结构生成SPEF和SPICE两种电路网表.基于实际互连结构的实验验证了该方法的正确性和有效性.     

基三分层互连网络的网络属性和功耗分析

片上网络是一种新型的片上设计模式,被认为是更加理想的多内核互连技术.基三分层互连网络是一种新型的片上互连结构,该网络拓扑结构简单、节点度数低,具有明显的层次性和对称性以及良好的扩展性.针对THIN从网络属性和功耗方面进行了深入的研究,并和其他常见互连网络进行了比较,结果表明:THIN是一种更适合用来构建核间互连的片上网络.     

高性能信号处理系统体系结构的研究与实现

构建高性能的并行分布式信号处理系统．在所构建的信号处理系统结构中，摒弃了传统上基于共享总线的互连方法，将RapidIO互连协议应用于基于开关互连的、点对点的多处理器系统体系结构中，并使用可编程门阵列FPGA实现基于RapidIO的DSP节点的通信处理器，对该处理器的性能进行了讨论和分析。     

基于动静态混合算法的仲裁器模块设计

总线仲裁器模块广泛地应用于控制类芯片的各个领域。本文在讨论动静态混合算法的基础上 ,详细地介绍了该算法在控制类芯片设计中的设计方法与技巧 ,并给出了 VerilogHDL 源程序。动静态混合算法不仅在总线仲裁器模块设计中具有指导意义 ,而且在其它控制类芯片中也具有很好的参考价值。     

基于改进A*算法的燃气微泄漏四足巡检机器人路径规划

针对四足机器人在城市燃气微泄漏巡检中路径规划的需求,提出了一种基于改进A*算法的四足机器人燃气巡检路径获取方法。首先,采用网格法构建了四足机器人的二维工作地图。然后改进A*算法的启发函数,引入了自适应调整策略,让搜索节点减少且路径更不易陷入局部最优。最后从路径长度、平均搜索时间、搜索节点个数三个性能方面进行评估,改进A*算法达到了预期效果。使用Matlab2016b作为仿真软件,仿真结果显示,改进A*算法完成了寻路任务。与经典A*算法相比,改进算法的平均搜索时间降低了52.13%,搜索节点个数减少了30.23%。该算法在尺寸200×200以下地图的路径规划中具有较高的搜索效率。     

一种基于能量和密度的低功耗自适应集簇分层协议的优化

根据经典的低功耗自适应集簇分层(LEACH)协议,提出了一种新型的簇首节点选择机制,通过加权思想综合考虑了节点的剩余能量和密度参数来优化簇首节点的选择,权衡簇首节点负载均衡和网络生存时间之间的关系,以得到较为理想的加权因子.仿真结果表明:在仿真区域面积为100 m×100 m、节点数目为100的条件下,相比于LEACH算法,该算法将第一个节点的死亡时间延长了19.6%,并且500轮后,网络中的剩余节点数是LEACH算法的5倍多,改善了节点能耗,有效提高了整个网络的生命周期.     

Optimal Multipoint-to-Multipoint Transceiver Design with Massive MIMO Relay Station in OFDM Systems

Based on massive MIMO(multiple-input multiple-output)multipoint-to-multipoint(M2M) systems,in order to avoid pilot contamination and improve the performance of capacity,a pilot training transmission scheme was designed for pilot decontamination by utilizing orthogonal subcarriers of OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) during pilot transmission phase and a joint optimized transceiver design for multi-antenna user pairs was proposed during the data transmission phase.The massive M2 M system included a single relay station,multiple paired source nodes and destination nodes.Source nodes precoding matrices and relay station precoding matrix were jointly optimized by maximizing the weighted sum-rate in OFDM systems.After some mathematical manipulation to sum-rate,the cost function of sum-rate was expressed as quadratic optimizing expressions which could be solved by regular convex optimization softwares.Different from existing algorithms,the proposed precoding design was based on massive MIMO OFDM systems with multi-antenna users pairs together pilot decontamination transmission arrangement.Simulations indicate the effectiveness of the proposed optimal precoding system.The proposed scheme not only can reduce pilot contamination,but also can improve performance of bit-error-rate(BER) as well as sumrate contrast to existing algorithms.In addition,it shows that the proposed M2 M massive MIMO system works steadily when the number of users increases in large scale.     

基于SMAC的传感器网络MAC协议移动性支持研究

通过理论分析及大量的仿真实验验证,深入研究了采用低占空比技术的SMAC协议在移动应用中出现的问题,指出SMAC协议受移动性影响的主要原因是移动节点不能及时地和调度不同的节点实现同步,并总结了SMAC的调度同步机制不适应移动性的具体表现,提出了基于改进SMAC协议调度同步机制以实现其对移动性支持的方法。     

用于无线传感器网络的节能路由模型与仿真

针对多跳无线传感器网络中传感器节点能耗不均衡的问题,本文提出了一种节能路由模型EER,并对模型进行了分析与仿真.EER在网络中动态划分节点簇,动态建立簇头节点到sink点的多跳路由,通过非线性算法控制节点簇的尺寸,采用局部信息汇聚与汇聚信息多跳传递相结合的方式向sink点传递数据,从而达到平衡节点能耗的目的.仿真结果表明,EER在建立无线传感器网络节点到sink点的节能路由、平衡无线传感器网络节点的能耗和延长整个网络生命期等方面,都有较好的性能.与LEACH相比,节点数量下降10%的时间延长了0.9倍.     

基于CPLD/FPGA的PCI仲裁器实现

介绍了PCI仲裁的原理,在此基础上描述了基于CPLD/FPGA的一种具有循环优先级通用的PCI仲裁器设计方案,并采用Verilog硬件描述语言设计实现,给出了仿真结果。     

n×n阵列胚胎电子系统应用中的优化设计问题分析

通过实例分析,指出对于同一胚胎电子系统,当活动节点的数量一定时,活动节点阵列的行列结构不同会带来不同的可靠性;然后针对具有n×n阵列的胚胎电子系统,采用k-out-of-m可靠性模型,分别在行取消和细胞取消两种错误恢复策略下,从理论和实验上分析了不同行列结构对活动节点阵列可靠性的影响,并给出优化的活动节点阵列设计准则.     

基于CC-RB算法的认知无线网络信道分配研究

针对基于规则的信道分配(RB: Rule Based)算法假设条件过于理想, 实际应用性不强的缺点, 在考虑各节点不同信道的吞吐量不同的基础上, 提出一种改进的基于信道容量的规则信道分配(CC-RB: Channel Capatty-Rule Based)算法。该算法引入信道容量矩阵, 在进行信道分配时为节点分配质量较好的信道。仿真结果表明, CC-RB 算法在复杂度增加不大的情况下, 系统吞吐量和公平性都较RB 算法有较大提高, 在干扰距离为100 m, 认知节点数为80 个时, CC-RB 算法比RB 算法的吞吐量增加了133%, 公平性增加了96%, 能更好满足实际需要。     

基于动态因子图缩减的SCMA低复杂度检测算法

针对现有稀疏码分多址接入(sparse code multiple access, SCMA)上行链路系统的接收端采用基于遍历的消息传递算法(message passing algorithm, MPA)进行多用户检测,存在复杂度过高的问题,通过在原始MPA算法基础上提出一种基于动态因子图缩减的消息传递算法(dynamic factor graph reduction based MPA, DFGR-MPA)。该算法根据码字概率的收敛情况对变量节点进行分类,并将码字概率未达到目标收敛的变量节点以及与其相关的功能节点重构成新的因子图用于后续迭代。DFGR-MPA算法不仅能够减少参与消息迭代的节点个数还能降低消息迭代的平均迭代次数,从而降低迭代检测的复杂度。仿真结果表明,该算法在误比特率(bit error ratio, BER)性能与检测复杂度之间可以达到较好地平衡。