龙芯GS464E处理器核架构设计

龙芯GS464E是龙芯公司最新推出的高性能处理器核架构.在本文中,将介绍GS464E架构的核心特性.相比于之前的GS464架构,重点强化了访存性能和分支预测准确率,实现了MIPS DSP指令集和虚拟机支持,增大了处理器中各项队列的项数,并增大了Cache容量和TLB容量.访存子系统拥有3级Cache结构,每一级都采用LRU替换策略,可以支持多核缓存一致性协议.经过上述强化设计,GS464E处理器核已成为一个创新性的高性能处理器核架构.     

一种面向高性能计算的自主众核处理器结构

随着半导体技术进步,众核处理器已广泛应用于高性能计算领域.近年来,在国家"863"计划、"核高基"重大专项等项目的支持下,我国高性能众核CPU的研发水平也取得了长足进步.本文介绍一种面向高性能计算的国产片上异构众核处理器结构,通过统一指令系统、统一执行模型和支持一致性的主存共享,实现异构核心的深度融合.本文主要介绍了该处理器面向"存储墙"、"功耗墙"和"可靠性墙"的优化技术体系.该处理器已完成集成了256个运算核心和4个管理核心的原型芯片设计,峰值性能超过1 TFlops.     

基于JASMIN框架的快速多极子并行解法器

快速多极子方法将N体问题的计算复杂度从O(N2)降到O(NlogN)或O(N),已应用于电磁散射和位错动力学等领域.在将快速多极子方法分离为共性和个性两部分后,设计了可供多个领域应用程序共享使用的快速多极子并行解法器,并在JASMIN框架内实现.该解法器封装共性部分,提供抽象接口支持用户按串行方式实现个性部分.共性部分包括多个网格层的分布存储、层间和层内数据通信以及组织计算等.个性部分包括与应用紧密相关的多极展开和局部展开以及转移算子等.该解法器已应用于两个领域的并行程序.数值模拟测试表明,它在1024个处理器上的并行效率可达到80%以上.     

基于LPC2132和uC/OS-Ⅱ的脑电检测系统设计

本文阐述了脑电检测系统的原理:系统由信号采集单元和以ARM7为核心的中央处理器LPC2132两大部分组成.信号采集单元承担了脑电信号的采集、放大滤波的任务.将处理过的脑电信号送入LPC2132芯片中,对脑电信号进行后续处理.LPC2132所实现的功能有:AD转换、数据存储、显示波形等.由于微处理器所承担的任务多且切换频繁,在内核植入了uC/OS-Ⅱ操作系统.本文详细阐述了在LPC2132微处理器中植入uC/OS-Ⅱ操作系统所要进行必要的设置和任务创建的步骤.     

植被护坡的根和土力学作用

植被护坡最基本的功能是植物根系对岩土体的加固能力,借助植物根系的作用可以明显提高边坡土体的抗剪强度,从而增大边坡的稳定性.但由于植物根系在岩土介质中受力的复杂性和多变性,使得其加固能力的计算十分困难,在工程问题中,植被护坡的设计计算仍停留在经验阶段.虽已有人开始分析植物根系与土体间相互作用,但均未就植物根系对边坡表层岩土体的力学加固机制和加固效果进行系统分析.本文着重从植被护坡作用机制和对岩土体的加固效果分析入手,探讨了植被护坡对边坡土体抗剪强度的影响,从而为植物防护设计提供了理论依据.     

基于ARM的嵌入式数控系统的研究

本文讨论了一种基于ARM9系列处理器S3C2410与DSP运动控制芯片MCX314As的嵌入式四轴数控系统的设计。该系统具有高速度、高精度、低功耗、低价位和高可靠性等特点，是未来经济型数控机床的发展趋势。     

高强度聚焦超声辐照离体牛肝组织后回声与空化、沸腾的关系

目的 高强度聚焦超声(high intensity focused ultrasound,HIFU)辐照离体组织过程中焦域处空化、沸腾与回声强度的关系.方法 采用不同的声功率(50 W、100W、150 W、200 W、250W)辐照新鲜离体牛肝组织5s,辐照深度30 mm.在辐照过程中,使用热电偶组成的测温系统对焦域处的温升进行实时采集.5 MHz接收换能器和Labview软件组成的被动空化检测(passive cavitation detection,PCD)系统对焦域处空化信号进行采集,在Labview平台上对空化信号进行定性和定量分析,观察空化信号随时间的变化规律,并计算累积空化剂量.对比HIFU辐照前后的B超图像,计算焦域处的灰度差值.结果 声功率为50 W和100 W的HIFU辐照时,空化和沸腾均未发生,B超图像上未出现回声变化;声功率150W的HIFU辐照时,空化发生(1/2分谐波和宽带噪声)但无沸腾,累积空化剂量和靶区灰度差值增大,辐照后即刻出现弱回声;声功率200 W的HIFU辐照时,空化和沸腾均发生,累积空化剂量和靶区灰度差值继续增大,辐照后即刻观察到强回声出现;声功率250W的HIFU辐照时,空化和沸腾均发生,累积空化剂量和靶区灰度差值略有增大,观察到“明亮”的强回声出现.除声功率为50 W的HIFU辐照后未见凝固性坏死产生,其余各声功率组均产生了凝固性坏死.结论 空化在HIFU辐照后即刻回声的出现中有贡献,但强回声的出现来自于沸腾.     

可用于川藏公路高陡边坡的两种加固新技术

抗滑桩是岩石边坡加固工程中应用非常普遍的一种方法, 而锚固洞在水利水电工程的边坡加固中也得到了多处应用. 但在应用过程中发现存在着一些不足之处. 作者利用预应力结构抗拉能力强的优势, 发明了预应力锚梁和预应力抗滑桩这两项边坡加固新技术, 以克服一般抗滑桩和锚固洞的缺点. 这两项新技术集工程勘察、加固、排水、监测和补强于一体, 使边坡的加固效果更好, 检测更加方便, 功能与成本之比即价值得到大幅度的提高. 若将其应用到川藏公路滑坡灾害的防治上, 可望取得很好的加固效果.     

一种有符号余数系统2~n缩放方法及VLSI实现

数值缩放的高效VLSI实现是余数系统(RNS)应用于数字信号处理(DSP)系统中的关键问题之一.文中首先提出了有符号余数系统数值缩放通用算法,明确给出了在负数情况时修正常量的计算方法.在此基础上给出了一种有符号余数系统2n缩放的高效实现方法,该方法利用中国剩余定理和一个较小的冗余基实现基扩展以获取RNS整数的低n比特信息,并借助所引入的冗余基用奇偶检测完成RNS整数的符号检测,同时还提出了冗余基更新方法及负数情况下冗余通道修正常量计算方法.分析结果表明所提出的RNS数值缩放方法的复杂度仅同RNS的动态范围位宽呈线性关系,并避免了使用查找表(LUT).最后,完成了此方法和基于串行方式的2n缩放算法的VLSI实现,在相同约束条件下该方法的面积和功耗均减小了35%左右,而关键路径延时则减小了12%左右,VLSI版图也表明了该方法具有更简单的芯片内联结构.     

X.85、X.86和城域网多业务环X.msr

本文主要介绍武汉邮科院代表信息产业倍在电联SG17最近几年所提出的三个技术标准X．85（IP over SDH using LPAS)、X．86(Ethernet over LPAS)和城域网多业务环X.msr，以及芯片、设备开发和应用的情况。     

基于超级电容器储能的光伏照明控制器研究

采用绿色环保超级电容器作为储能器件,开发出了一套带MPPT功能的太阳能照明控制器。控制器以入门级ARM7芯片LPC2103为控制核心;用MAX16834设计LED驱动电路;采用固定电压法结合变步长的扰动观察法对太阳能电池板进行最大功率跟踪,提高利用效率;通过软件设计的优化,获得更长的照明时间。通过实地测试发现,该控制器比传统的照明控制器拥有更好的利用率,具有实用价值。     

基于 FPGA的高速雷达信号实时处理

介绍了一种实现高速雷达信号实时处理的 IP核的实现方法.将采样率为4G/S的雷达采样信号分为16路采样频率为250M/S的信号并行输入给 FPGA芯片.然后,在芯片内对这16路信号进行并行处理,完成采样信号与特征库信号的相关计算.首先介绍了快速相关计算的方法和重叠相加法的原理,给出了用 FPGA实现快速实时相关计算框图.通过平台测试和仿真计算,结果表明,设计满足资源、时序以及精度等各方面要求     

硅量子点双势垒存储结构及其编程机制的研究

采用等离子体化学气相沉积(PECVD)及热退火方法制备了含硅量子点的Si Cx薄膜.透射电子显微镜(TEM)观测表明Si Cx薄膜中生长了大量硅量子点.制备了含Si Cx薄膜包裹硅量子点的双势垒存储器结构.TEM观测表明,采用上述工艺成功制备了Si3N4/Si Cx薄膜/Si-QDs/Si Cx薄膜/Si O2双势垒结构的存储器结构.利用硅量子点的库伦阻塞效应及量子限域效应,从理论上分析了双势垒硅量子点存储器的编程机制,建立了双势垒存储结构阈值电压漂移模型,模拟仿真表明双势垒存储器的阈值电压漂移要大于单势垒存储器,编程速度更快.存储结构C-V特性测试表明,样品在扫描栅压为±12 V时有10 V左右的存储窗口,证明双势垒存储结构具有良好载流子存储效应.     

基于MIMO-OFDM接收机的数字下变频设计与实现

为了满足MIMO-OFDM接收机的数字下变频设计要求,设计并实现了基于专业芯片的数字下变频方案,主要使用FPGA对GC5016芯片、A/D采样芯片进行配置和控制.同时,给出了MIMO-OFDM接收机的数字下变频原理框图、MIMO-OFDM接收机实现方案框图、GC5016内部信号处理流程图以及FPGA功能模块框图.实验结果表明,本设计方案不仅具有优良的数字下变频性能,而且具有良好的可编程能力.     

基于ARM的GPS接收机设计

随着GPS系统的广泛应用,作为系统用户设备部分的GPS接收机,已经成为国内外的研发热点。本介绍了一种基于ARM核的双芯片（即基带处理器＋射频前端）GPS接收机的硬件设计方案,该GPS接收机具有体积小、功耗低、集成度高的特点。     

远程心电监护仪的设计

提出一种远程心电监护的实现方案.利用 CDMA通信和 Internet传输技术,实现患者院外心电实时远程监护,并且在监控过程中医生能够随时切换导联方式.在硬件方面,操作终端采用触屏控制器.软件上,数据远程传输采用 GpsOne技术,数据存储采用先压缩后保存的方式.整个系统集数据采集、分析、显示、记录和远程通讯于一体.仪器轻巧的结构设计,友好的操作界面,适用于心脏病人院外实时监护     

美科学家借助DNA原理装配微芯片

美国明尼苏达大学教授理查德·基尔等人 ,利用DNA能按照既定模式自我组装的特点 ,用密集排列的常规接脚合成了“DNA框架” ,作为组装运算或存储用微电路的模板。研究人员称 ,“DNA框架”所指导合成的处理电路 ,集成度是目前最好的处理电路的 10 0 0倍。它指导合成的存储电路 ,集成度是目前CPU芯片中管线存储电路的 10 0倍。研究人员最早在 2 0 0 3年就发表了相关论文。如今 ,他们又对合成方法进行了改进 ,使微元件的组装更有效率 ,这一成果发表在去年 12月的美国化学学会刊物《纳米通信》上。DNA分子是自然界最好的信息存储材料 ,有科…     

~(60)Co-γ射线辐照翠竹的生物学效应及RAPD分析

用不同剂量(5、10、15、20和25 Gy)的~(60)Co-γ射线对翠竹幼苗进行辐照处理,结果显示,辐照导致翠竹矮化,植株的株高、节间长度、叶长及叶宽等性状较对照组显著变短;并且10 Gy辐照导致翠竹部分叶片白化。基因组RAPD分子标记检测显示,辐照组扩增的DNA片段图谱发生显著变化,表明经辐照处理的翠竹基因组发生了变异。其中,5 Gy辐照实验组的变异程度最小,25 Gy辐照实验组的变异程度最大。研究表明,~(60)Co-γ射线辐照可以引起翠竹植株矮化,并导致基因组变异。本研究为进一步进行翠竹辐照诱变育种打下了基础。     

器官芯片的制备及生物医学工程应用

器官芯片是在体外构建疾病(或正常)模型的一种新兴技术,近几年受到科研工作者和医务人员的广泛关注.相比构建模型的传统方法,具有便携性、高通量、可模拟在体微环境等优势,在研究疾病的发病机理、筛选药物等方面有着广阔的应用前景.本文介绍了器官芯片的发展历程,综述了器官芯片的主要结构及材料,通过分析现有器官芯片的结构,认为高度集...     

基于FPGA和USB的数据采集系统设计

以逻辑器件FPGA和USB2.0芯片CY7C68013为核心,设计了4路模拟输入、12位数字精度、每路模拟输入采样速率均为250 kBPS的数据采集系统.该系统能够在板卡上实现信号的采集及前端处理,并能通过USB总线与上位机通信.实现数据的存储、显示及后端处理.在数据采集与传输模块的设计中,给出了数据采集和传输的原理图及其电路的详图,详细的介绍了FPGA在数据采集系统中的实现过程.