地理空间情报中遥感影像压缩处理系统的设计

遥感影像作为地理空间情报的重要组成部分.在情报分析与作战指挥中发挥了越来越重要的作用.针对海量影像数据快速漫游和压缩存储的问题,在借鉴瓦片金字塔数据模型基础上定义了XML标准的通用数据模型,并采用三缓存交替工作机制调度数据,设计一个开放性的遥感影像压缩处理系统,实现了对大规模遥感影像数据的正常浏览并有效节约了硬盘资源.     

航天科工三院研制新型“黑匣子”护航民航安全

中国航天科工三院正研制生产一种新型的快速获取驾驶舱语音记录器,主要实现机上六通道音频数据和时标数据采集,2000小时长时间数据存储,短时数据冗余备份和数据回放等功能。该产品采用多项关键技术,以FPGA为核心,通过ARM控制器和高性能DSP实现时序控制、数据压缩和加密,采用SSD固态硬盘和高速同步ADC实现数据实时采集和存储。不仅能够大大突破录音时间的限制,更提高了产品的可靠性和易用性,能够适应严苛的机上环境,并且结构拆装灵活,数据导出高效便捷,后续还可扩展无线传输和视频采集功能,进一步满足民航安全保障的需求。     

高速SpaceFibre总线节点的系统设计

为了实现SpaceFibre总线节点的高效数据传输,针对网络协议中关键问题和技术提出了一种基于现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)的SpaceFibre总线节点系统设计方案。其中,采用了轮询仲裁算法,解决了多路虚拟通道中流量控制字的申请冲突;设计了基于服务质量机制的高效处理状态机,实现了多路虚拟通道的服务质量调度;提出了一种并行的分区存储架构和重发控制算法,实现了基于错误检测隔离恢复机制的错误恢复;采用了不同的数据并行处理方案,实现了多种数据格式的循环冗余校验和伪随机序列的计算。通过ModelSim仿真平台对节点系统进行功能仿真,并在Virtex-6 FPGA上完成了系统验证。结果表明,该设计实现了SpaceFibre总线节点的功能,串行传输速度可达3.125 Gbit/s,能够满足高速数据传输需求。     

基于云边端协同的轻量级作战资源弹性调度算法设计与实现

随着作战使命的变化,为适应多样化任务的柔性结构,新一代网络化指挥信息系统发生了重要变化,引发了新的重大需求。大数据任务和分布式计算资源之间需要协同分配,实现各类大数据的高效敏捷处理。为此,设计了一种基于云边端协同基础设施和架构搭建方案而部署的轻量级算法,来实现分布式计算资源和作战任务的弹性调度与响应。针对网络中存在的供需不匹配问题,该算法内嵌的可信、互惠、激励（Credible,Reciprocal and Incentive,CRI）的拍卖机制,旨在利用空闲网络资源节点来实现全网的低延迟响应。最后,理论论证和实验结果确保了该算法机制具有广泛的适用性和鲁棒性。     

并行离散事件仿真中的DDM机制实现

在并行离散事件仿真系统中实现仿真模型间的互操作机制需要引入类似HLA中定义的声明管理(DM)和数据分发管理(DDM)服务.我们开发的KD-PADSE高性能并行离散事件仿真环境采用谓词断言和对象代理方法在面向对象的并行离散事件仿真系统中实现了基于平行结构和事件调度机制的声明管理(DM)和数据分发管理(DDM)服务.在以千兆以太网互联的10节点Linux集群计算机上,采用DDM机制后仿真模型每秒(物理时间)可以进行1万次属性更新,是没有采用DDM机制时的20倍,在功能性和性能上验证了该DDM机制在并行离散事件仿真系统中的适用性.     

TF工程应用中的地形数据处理方法研究

研究了地形跟随(TF)工程应用中的地形数据合理性检验、误差消除以及地形数据的转换、存储和更新3个问题。针对地形数据的特点,提出了地形测量数据中数据合理性的判别准则;根据TF工程应用和减小测量随机误差的需要,给出了地形数据转换、存储和更新算法,并根据数据处理结果修正了系统误差。数据处理结果表明,应用该方法可以剔除野值,减小随机误差,地形数据存储与更新算法可行,满足TF工程应用需求。     

面向SDR应用的向量存储器的设计与优化

针对面向SDR应用的SIMD数字信号处理器高带宽数据访存需求,提出并实现了一种新型的向量存储结构.该向量存储器由16路向量存储块构成,每路采用两组多体低位地址交叉编址存储结构,减少了访存体冲突,充分利用多存储体带宽,以较小的功耗代价实现并行访问多个向量数据.在此基础上,还设计了一种向量访存重整理单元,使向量存储器可灵活支持多路SIMD结构向量处理单元的非对齐访问,实现了其对向量存储器的共享.测试结果表明,该向量存储器能有效减少或消除向量处理单元之间的数据混洗操作,加速相关应用算法.     

无缝坏块处理与流水编程的NAND型内存控制器设计与实现

为满足航天大容量存储系统对高速存储及数据完整的需求,实现了一个基于NAND型内存的高性能控制器,提出了一种实现于NAND型内存芯片内部的流水编程机制,以及一种可以保证数据无缝连接的坏块处理机制。介绍了存储控制器的各个模块设计,并分析了不同情况编程机制所需的时间计算方法,建立仿真模型,利用蒙特卡洛方法仿真并讨论了流水编程机制的性能优化效果。在实际硬件平台验证了流水编程机制和坏块处理机制,结果表明该大容量存储系统的存储速率可达100MB/s,读取数据与存入数据保持一致,数据无乱序无丢失。     

嵌入式操作系统多策略调度模型

分析了目前嵌入式操作系统调度策略的现状,指出了传统调度方法的不足之处,给出了多策略调度模型,该模型根据进程的属性参数决定采用哪种调度算法。多策略调度模型采用两级调度方案,即在原传统调度方法的基础上增加一级调度。一级调度确定多个调度算法的优先顺序;二级调度确定同一种调度算法中,的进程优先顺序。该模型使进程调度更加灵活和高效,应用范围更广。     

关键循环到粗粒度可重构体系结构的存储感知映射

针对已有工作面向粗粒度可重构结构(CGRA)研究循环映射的不足,提出一种新颖的存储感知的关键循环映射方法 MALP。该方法定义RCP_CGRA体系结构模型并阐述关键循环到CGRA的映射问题,通过引入结合数组分簇的多面体数据域划分方法进行循环存储分析,根据分析结果,结合体系结构资源约束实现了循环的有效映射。实验结果表明,与已有的方法相比,MALP方法能够快速分析存储需求并有效降低循环映射的资源占用率,提高数据吞吐量,进一步提升了CGRA上循环映射的性能。