不跨层行操作并行RCA互连时延性能评估

针对三类行并行重构单元阵列互连时延性能评估问题,提出了一种通过节点映射和运行机制来评测互连时延的方法,基于前驱回溯不加旁节点不跨层时域映射算法,对点到点、路由传输、行列总线等互连RCA进行了时延分析和计算.实验结果表明,与路由传输和行列总线互连相比,点到点互连在最大不跨层互连、不跨层累加互连、考虑互连执行总时延等方面均是最小的,从而表明了点到点重构单元阵列的互连时延优于路由器传输和行列总线互连.     

高速H.264/AVC整像素运动估计结构设计

H.264的编码性能比以往的标准有了显著提高,代价是成倍地增加了运动估计的计算量。为了满足H.264运动估计巨大计算量的要求,本文提出了一种H.264高速的整像素运动估计结构设计,把SAD计算阵列的处理单元中的一部分计算步骤提取出来作为独立单元,被多路并行计算阵列所共享,改进后的计算阵列使用的逻辑单元数为134.6×103,减少了31%;分解SAD处理单元中的绝对值和加法的逻辑运算步骤来减小流水粒度,可以使SAD计算阵列的工作频率达到166MHz。     

基于改进块贝叶斯学习的多通道心电信号重构

为提高可穿戴心电监护系统的重构精度,本文提出了一种结合多测向量模型的块稀疏贝叶斯学习心电信号重构算法,并在算法的求解过程中使用快速边缘似然最大化算法。对MIT-BIH心律失常数据库、MIT-BIH噪声测试数据库和PTB诊断数据库中心电信号的实验表明,相比于其它传统的压缩感知重构算法,该算法具有重构精度高、运行时间短的优势;相比于基于单测向量模型的块稀疏贝叶斯算法,该算法的重构精度提高了35%,重构速度提高至原来的8倍;在重构含噪声心电信号的情况下,该算法获得比其他重构算法更好的重构效果。因此,本算法在可穿戴心电监护系统中具有良好的应用前景。     

一种面向雷达应用可重构系统中的数据缓存结构和管理机制

针对面向雷达应用可重构系统中数据访存冲突严重、访存效率低等问题,设计了一种片上层次化缓存结构,并提出基于多存储体的线性步长可变的数据管理机制,通过建立计算阵列与各个存储体之间可配置的逻辑映射关系,有效降低了多个计算阵列并行工作时产生的访存冲突,提高了计算阵列的数据吞吐率,从而提高了可重构系统的数据访存性能.结果表明,该方案在有效控制硬件开销的同时,极大地提升了可重构系统的数据访存性能,以256~64×210快速傅里叶变换为例,与经典并行缓存机制相比,可重构系统的数据访存性能提升了26.09%~54.60%.     

一种适用无线视频通讯低复杂度H.264 VBSME VLSI结构(英文)

针对无线视频通讯H.264编码器关键技术VBSME VLSI实现,提出了一种低复杂度结构,该结构由宏块输入缓存器,17×16蛇形扫描寄存器阵列,8×8PE阵列,4×4SAD加法树和四步可变块运动矢量生成器组成。在有效保持所有的H.264宏块特性的基础上,相对于宏块级的VBSME结构,通过采用新提出的四步可变块运动矢量生成器和双时钟频率调谐技术,主要的数据通道宽度缩减到25%,硬件代价缩减到37%,关键路径延时由9.8ns减少到8.2ns,功耗约降低了50.3%。     

双策略高效视频编码帧间模式快速决策算法

为了减少编码复杂度,提出针对编码单元(CU)级和预测单元(PU)级的帧间快速算法.首先,利用当前编码块的3个空间邻近已编码块的深度信息,提前跳过某些CU的编码模式的检测.其次,利用当前编码块执行完Inter_2N×2N模式后,得出的残差块的纹理信息跳过某些PU的编码模式检测.实验结果表明:文中算法可以节省45.03%的编码时间;BD-BR(bjøntegaard delta bit rate)造成1.49%的损失;算法能够很大程度节省编码时间;引入的率失真性能损失忽略不计.     

一种应用于单光子测距的去噪算法及电路

随着高级驾驶员辅助系统(advanced driver assistance systems, ADAS)中对高分辨率光检测和测距(light detection and ranging, LIDAR)技术的需求越来越高,文章提出一种应用于激光测距技术的去噪算法,该算法是一种完整的数字信号处理方法,用时间相关的单光子计数来进行飞行时间(time-of-flight, TOF)测距,该方法的核心是将原始光子存储在一个m×n的阵列中。该算法包括粗滤波、细滤波2个过程,在粗滤波中,将每16个光子作为一个组,首先编程为4×4子阵列,在子阵列块中,将汇总所有光子;然后逐块进行筛选。在细滤波中,对通过粗滤波选择的3个子阵列中的每个子阵列的16个数据进行卷积;然后在每个子阵列中逐个滤波来确定最大数量的光子。与在单光子统计直方图中执行逐条滤波的传统算法相比,该算法的效率提高了10倍以上。仿真实验结果表明,文中提出的方法大大提高了运算速度,同时精度仍然很高,可用于激光雷达芯片的实时信号处理。     

平面螺旋天线圆形阵列及其测向性能研究

分析仿真了单个平面阿基米德螺旋天线阵元的辐射特性,在此基础上,研究了由该天线为阵元构成的8单元圆形阵列方向图特性,相比于全向阵元构成的8单元圆阵,平面阿基米德螺旋天线阵列可以有效地降低副瓣电平,改善阵列方向图特性。最后讨论了基于MUSIC算法的该阵列测向性能并给出了仿真结果。     

面向分组密码处理的可重构分簇式架构模型及其任务映射技术研究

提出了一种基于Crossbar互连的可重构分簇式分组密码处理模型RCCPA和面向RCCPA的任务映射方法.所建立的任务就绪列表避免了任务划分的死锁问题,通过开发分组密码组间并行及组内流水特性,提高了RCCPA架构的单元利用率和密码处理性能.在RCCPA架构上使用自动化映射方法适配了AES/DES/IDEA等密码算法,结果表明,该模型与方法有效提高了分组密码算法的处理性能.     

一种适用无线视频通讯低复杂度H.264 VBSME VLSI结构

针对无线视频通讯H.264编码器关键技术VBSME VLSI实现,提出了一种低复杂度结构,该结构由宏块输入缓存器,17×16 蛇形扫描寄存器阵列, 8×8 PE阵列,4×4 SAD加法树和四步可变块运动矢量生成器组成。在有效保持所有的H.264宏块特性的基础上,相对于宏块级的VBSME结构,通过采用新提出的四步可变块运动矢量生成器和双时钟频率调谐技术,主要的数据通道宽度缩减到25%, 硬件代价缩减到37％,关键路径延时由9.8?ns减少到8.2?ns,功耗约降低了50.3％。     

基于球体追踪的动态视差遮挡映射算法

提出了一种利用球体追踪进行逐像素光照计算的动态视差遮挡映射算法.该算法先对纹理的高度图进行预处理,为纹理高度空间内的任意点到高度图中保存的实际表面建立最短距离映射,并在图形处理单元（GPU）像素着色器上利用距离映射进行球体追踪,获得准确的纹理视差偏移值,同时加入纹理的自遮挡效果,生成软阴影.算法还利用可编程GPU管线进行硬件加速,以满足实时渲染的要求.与在高度图上进行固定步长线性采样的动态视差遮挡映射算法（DPOM）相比,所提算法的处理效率可提高3.3倍,并且不会出现DPOM算法在步长较大时出现的纹理漂浮现象.     

Efficient Scheduling Mapping Algorithm for Row Parallel Coarse-Grained Reconfigurable Architecture

Row Parallel Coarse-Grained Reconfigurable Architecture(RPCGRA) has the advantages of maximum parallelism and programmable flexibility. Designing an efficient algorithm to map the diverse applications onto RPCGRA is difficult due to a number of RPCGRA hardware constraints. To solve this problem, the nodes of the data flow graph must be partitioned and scheduled onto the RPCGRA. In this paper, we present a Depth-First Greedy Mapping(DFGM) algorithm that simultaneously considers the communication costs and the use times of the Reconfigurable Cell Array(RCA). Compared with level breadth mapping, the performance of DFGM is better. The percentage of maximum improvement in the use times of RCA is 33% and the percentage of maximum improvement in non-original input and output times is 64.4%(Given Discrete Cosine Transfor 8(DCT8), and the area of reconfigurable processing unit is 56). Compared with level-based depth mapping, DFGM also obtains the lowest averages of use times of RCA, non-original input and output times, and the reconfigurable time.     

基于激光测距的双机器人管道测绘方法

为解决传统天然气管道测绘设备只能测绘直管道且测绘距离近的问题，提出基于激光测距的双机器人管道测绘方法.管道分为水平直管道段、90°水平弯管道段、上/下坡管道段和复合管道.方法中两机器人从管道入口处开始交替匀速前进，直至离开管道，通过解算机器人获取的距离数据，得到每段运动中管道段的三维模型，最后进行拼接，完成对整条管道的测绘.实验结果表明，本方法实现了对不同管道的测绘，并有效提升了管道测绘的距离，2000m距离误差在4m内，误差率约为0.178%.     

带扰流柱阵的双层壁间隙冲击传热特性

数值模拟研究了带扰流柱阵的双层壁结构间隙靶面、冲击面以及不同位置扰流柱面努塞尔数详细分布,分析了各个表面努塞尔数平均值随冲击雷诺数的变化规律以及不同位置扰流柱面换热特性差别。结果表明,靶面努赛尔数的第二峰值大于滞止点处的努赛尔数。冲击面展向平均努赛尔数最大值位于靠近冲击孔的第2排和第4排扰流柱处。在5排扰流柱中,与冲击孔处于同一排(第3排)的扰流柱面平均努塞尔数最大,表现为翻卷汇流传热特性;第2排和第4排扰流柱面平均努塞尔数次之,表现为翻卷绕流传热特性。远离冲击孔的第1排和第5排扰流柱面平均努塞尔数最小,表现为绕流传热特性。冲击雷诺数从1×10⁴增加到6×10⁴,第3排扰流柱面和第2、4排扰流柱面以及第1、5排扰流柱面努塞尔数增幅分别为306%、325%和360%。     

VISA系统设计及性能分析

利用虚拟接口网络通信协议,设计了基于块级元数据管理、具有高性能的存储区域网VISA(virtual interface storage architecture).它利用开放式的数据块动态映射算法实现了物理设备与逻辑设备地址之间的映射,增加了系统的灵活性,同时合理地分配存储资源,改善了系统的I/O性能.利用Matlab对采集到的视频数据Trace进行了传统RAID0算法与动态映射算法之间的性能分析比较.结果表明,采用动态算法使得系统的平均响应时间减少了8%～10%.     

QTL mapping of resistance to sheath blight in maize（Zea mays L.）

Maize sheath blight (Rhizoctonia Solani) is a widely occurring fungus disease with great harm to corn-pro- ducing regions in the world. The first happening of sheath blight in China was reported in Jilin Province as early as in 1966[1]. Since the 1970s, the enlargement of corn- growing regions, the application of maize hybrids, the increasing use of fertilizers, especially the nitrogenous fertilizer, and a higher growth-density, all have caused a quick spread of sheath blight, the occurring …     

厚管壁电容层析成像图像重建算法

探讨了适合厚管壁条件下的电容层析成像图像重建算法.针对厚管壁管道内几种不同流型,分别采用LBP算法、Landweber迭代算法和BP神经网络对8电极电容传感器进行成像重建计算.结果表明:在厚管壁情况下,LBP算法重建的图像质量很差;Landweber迭代算法在层流下的重建效果好于核心流和环状流;而BP神经网络算法可以有效重建管道内的介质分布,但对于没有训练到的任意流型,其重建效果不够理想.     

面向并行安全网关流水线模型的无锁队列算法

提出一种适用于并行安全网关流水线模型中共享数据缓冲区操作的无锁队列算法.与其他类似算法比较,该算法采用链表结构组织队列数据,避免了采用循环数组结构引起的缓冲区长度限制和内存浪费的问题;与通用的链表队列无锁算法比较,算法实现更为简洁,执行效率更高.证明了算法具有线性化和非阻塞特性.通过模拟试验,验证了算法在理想环境和各种实际应用环境中都具有较好的性能指标.     

改进爬行动物搜索算法优化ENN模型预测管道腐蚀速率

管道腐蚀的影响因素多而复杂,建立准确的管道腐蚀速率预测模型是评价管道安全状况的关键。针对传统Elman神经网络(Elman neural network, ENN)模型预测中易陷入极小值、泛化能力不强的缺陷,提出了一种基于改进爬行动物搜索算法(引入Circle混沌映射并结合鲸鱼优化算法的狩猎策略)的ENN模型,并采用管道腐蚀速率实测结果验证了新模型的有效性。两个实例的预测结果表明,改进新模型的平均绝对百分比误差分别为0.547 6%、0.783 1%,其预测精度明显高于传统ENN模型。新模型在预测过程中可对权值和阀值进行寻优处理,因此有助于提升传统模型的预测精度。     

ArUco-SLAM:基于ArUco二维码阵列的单目实时建图定位系统

高精度自动建图算法是ArUco二维码阵列定位系统应用的前提和核心,现有在线建图算法累计误差大且易受误检测影响,而人工标定和离线建图的方式则效率低、耗时长. 为解决上述问题,本文提出了一种ArUco-SLAM单目实时建图定位算法,其采用前后端并行建图、联合优化的框架,前端以坐标系变换封闭原理对地图进行快速更新和局部修正;后端以非线性优化算法最小化二维码顶点总体重投影误差,实现对关键帧序列囊括地图的全局优化;最终,基于联合优化算法实现对前后端地图的匹配,消除前端地图的累计误差. 设计实验对所提算法进行了验证,实验结果证明其相比现有建图系统有着累计误差小和建图效率高的优点,具有建立大规模二维码阵列厘米级精度地图的能力.