面向能耗有效高性能嵌入式微处理器的VLIW调度

为了降低功耗,目前能耗有效的嵌入式微处理器一般都采用分布式与层次化的寄存器文件结构。第一层的超小寄存器文件(TORF)的极小容量使得很多数据必须存放到第二层的通用寄存器文件(GRF)中,这给编译器带来了新的挑战。通过分析程序特征,提出了新的VLIW调度算法,通过在编译时对变量进行检测,在恰当的时机插入虚拟的copy操作并进行指令与通信调度,为对寄存器需求较大的全局变量与软流水变量构建了新的包含GRF的数据传输路由,将对TORF的压力转移到GRF中。实验结果表明,新的VLIW调度算法符合处理器的设计初衷。与不使用GRF相比,在程序性能只降低约8%的情况下,降低了约51%的寄存器访问能耗,43%的处理器能耗。最关键的是避免了程序员手工分配优化的难题。     

一种面向分布式寄存器文件的VLIW调度新策略

新一代面向密集计算的高性能处理器普遍采用分布式寄存器文件来支撑ALU阵列,并通过VLIW开发指令级并行.面向分布式寄存器文件的编译成为新兴的研究热点,在斯坦福大学的kernelC编译器ISCD中最早提出了面向分布式寄存器的VLIW调度问题,在该领域处于领先水平,但是没有解决重负载下的分布式寄存器分配问题,使应用编程受到极大限制.在其基础上提出了一种新的VLIW调度策略,实验结果表明能够很好地解决重负载下的分布式寄存器分配问题.     

片上trace：嵌入式处理器的有效调试和优化技术

片上trace技术弥补了传统调试方法的不足,可以实现对嵌入式软件的非入侵调试.首先分析了当前主流调试方法的不足,论述了trace与断点调试方法互为补充的关系,而后介绍了YHFT系列DSP的片上trace系统TraceDo的功能与结构,并解释了路径trace的原理和工作过程,最后讨论了片上trace的应用.     

ADTA-1：一种嵌入式异构双核微处理器

针对多核日益严重的功耗问题,利用异步技术在低功耗方面的优势,结合数据触发结构设计并实现了一种嵌入式异构双核微处理器(ADTA-1).该设计将异步设计应用于嵌入式多核微处理器中,并在芯片中对异步微处理器进行了测试,验证了异步电路在多核微处理器中的有效性和低功耗特性,为进一步设计和实现低功耗异步多核微处理器进行了有益的探索.     

基于SIMD处理器的全定制多粒度矩阵寄存器文件

在SIMD处理器上映射矩阵运算时会带来大量的数据重排操作从而降低系统性能。本文提出定制化的多粒度矩阵寄存器文件(MMRF)以消除数据重排操作。MMRF支持多粒度的并行行访问和列访问,从而提升矩阵运算的性能。MMRF可以被动态配置为不同的并行访问模式,在不同模式下一个或多个子矩阵可以被并行处理。实验结果显示,同传统的向量寄存器文件(VRF)和矩阵寄存器文件(MRF)相比,MMRF可分别带来2.21倍和1.6倍的平均性能提升,面积分别增加14.3%和3.7%,功耗分别增加14.6%和2.2%。同TMS320C64x+处理器相比,基于SIMD技术的FT-Matrix处理器在引入MMRF后可以得到5.65倍到7.71倍的性能提升。通过层次化的全定制设计技术,MMRF的面积和关键路径分别减少17.9%和39.1%。     

一种总线系统实时数据嵌入式存储方法

提出了一种总线系统实时数据嵌入式存储的方法。该方法中主处理芯片采用Freescale公司9S12X系列双核单片机,存储介质为IDE接口固态盘,9S12X主控芯片的主处理核执行在线数据写入或读出固态盘任务,协处理核执行总线数据的监听和接收任务。结合使用需求阐述了完整的硬件和软件设计方案,较好地实现了总线上海量实时数据的嵌入式存储。     

一种嵌入式系统中软硬件故障的划分方法

软硬件故障是嵌入式系统可靠性的关键问题之一,如何划分软硬件故障对于整个系统的可靠性研究来说是至关重要的,也是最基本的一步.给出了软硬件故障的基本定义,并与单纯的软件故障和单纯的硬件故障进行了对比,总结了软硬件故障的基本特点.在此基础上,归纳了几条软硬件故障的划分原则,提出了一种软硬件故障的划分流程,并通过形式化方法对某装备的具体软硬件故障进行了划分,为进一步的研究提供了有力的依据.     

一种增强嵌入式系统安全性的安全防护技术*

由于嵌入式应用环境的多样性,单纯软件或硬件安全技术或者安全产品的功能和性能都有其局限性,只能满足某类系统的特定安全需求。因此,如何有效利用软硬件技术特点,通过协同防护来保障系统的安全已成为当前信息安全领域的研究热点。通过对嵌入式系统安全威胁和隐患的分析,在此基础上提出一种可以提高嵌入式系统安全性的软硬协同安全防护技术。该技术通过硬件检测、软件处理、综合治理的方法,可以有效地增强嵌入式系统抗击本身缺陷和恶意攻击的能力。     

一种计算观察效率的有效方法

观察效率的好坏是决定观察所位置的选取是否合理的一个重要因素,传统的观察效率计算方法存在许多不足之处,不能准确地反映障碍物对通视的遮挡程度。通过引入一个权重函数,给出了一种较有效的反映观察效率的计算方法,弥补了原计算方法的不足。     

一种计算阻抗矩阵元素的有效积分方法

微带天线是当前国内外在卫星通信、雷达、导弹制导、飞机及医疗设备上应用日趋广泛的一种小型天线。本文介绍了一种在分析、设计微带天线时计算阻抗元素十分有效的积分方程法。     

嵌入式Linux中Yaffs文件系统的构建与优化

针对嵌入式Linux开发中文件系统的重要作用,详细介绍了如何利用busybox构造一个最小的Yaffs日志型文件系统,并配置、优化文件系统的物理布局和各级子目录文件,使制作的文件系统在满足开发功能的条件下最大限度地减小所占内存空间。设置文件系统用户和所属组来提高系统安全性,使该文件系统更好地应用于嵌入式开发。并针对基于Nand Flash的Yaffs在损耗均衡和垃圾回收方面的不足,提出了优化策略,延长Nand Flash的使用寿命。     

FlatLFS:一种面向海量小文件处理优化的轻量级文件系统

海量小文件的高效存储和访问是当前分布式文件系统面临的主要挑战之一。以GFS和HDFS为代表的分布式文件系统大多面向海量大文件的高效存储和访问设计,缺乏小文件处理的针对性优化,导致访问海量小文件时效率低下。针对分布式文件系统中海量小文件访问时的数据服务器优化问题,提出了一种采用扁平式数据存储方法的轻量级文件系统FlatLFS,取代传统文件系统对上层分布式文件系统提供数据存储和访问支持,提高了数据服务器处理小数据块时的I/O性能,从而提升了整个分布式文件系统的性能。实验表明,当数据块大小设定为1M时,FlatLFS的随机读性能分别比ext3、ext4、reiserfs高135%、112%和122%。     

基于新型非易失内存的远程零拷贝文件系统

为提升物联网与边缘计算应用中前端节点间的数据访问效率,提出了一种新型远程零拷贝文件系统。该文件系统无须借助特殊硬件,可直接基于通用网卡设备实现零拷贝的数据传输框架;充分利用新型非易失内存的随机访问特性,尽可能减少数据缓存和拷贝,提高数据访问的吞吐量。建立缓冲区池,精简并融合传统网络栈和存储栈,从而缩短文件访问路径,减少软件冗余,降低数据访问延迟。最终提供高带宽、低延迟的远程数据访问性能。测试结果表明,远程零拷贝文件系统比传统网络文件系统减少了42.26%～99.19%的读写延迟,细粒度访问下的吞吐量最高可提升1297倍,显著降低了处理器开销和缓存失效次数。     

机动条件下的公共计算平台研究

针对未来战术机动系统的作战要求,利用面向服务技术体制(SOA),结合段集成机制,提出了构建机动系统的轻量级公共计算平台。平台从层次上划分为系统服务层、核心服务层、基础服务层和公共应用服务四个层次,每个层次通过编程接口向上层提供服务,以支持机动系统的动态演化、灵活配置、动态部署与系统间的互操作和信息共享。     

灾害应急反应建模与仿真

为了满足多智能体应急反应仿真的需求,首先对构建多智能体应急反应仿真模拟框架的复杂性进行了分析,在此基础上提出并设计了组件式仿真模拟框架.采用本体(Ontology)建模、语义网模型及产生式规则推理等理论方法构建了仿真模拟框架的场景建模模块、人员Agent建模模块等组件.最后对依照上述研究内容所开发的原型系统进行了测试,对测试结果进行了分析,结果表明该框架能够有效满足多智能体应急反应仿真的建模需求.     

多核系统中基于动态松弛时间回收的节能实时调度算法

许多嵌入式实时任务的实际执行时间往往小于最坏情况执行时间,因此可以产生大量的动态松弛时间.针对时限等于周期的偶发任务集,提出一种基于动态松弛时间回收的多核系统节能实时调度算法LRE-DVFS-ALL.该算法基于最优在线调度算法LRE-TL,利用TL面内节能实时调度思想,在每个TL面的提前完成时刻实现动态松弛时间回收,降...     

COFF 文件装载机制的研究

结合通用的ＣＯＦＦ目标文件格式,研究了系统加速板执行文件的加载及运行控制机制,阐述了加载ＣＯＦＦ文件的思路和实现方法。文中还设计了能有效提高系统效率的文件预装载机制,讨论了这一机制的原理和具体实现。     

嵌入式浏览器中SSL的设计与实现

针对嵌入式浏览器信息传输的安全性问题和嵌入式软件的特点,介绍了SSL协议,提出了一种在嵌入式浏览器中实现对SSL协议支持的方法.通过分析影响SSL协议客户端性能的因素,对SSL的实现过程进行了适当的优化,使用会话恢复机制、只对服务器进行验证的简单握手模式、减少TCP调用次数和优化对批量数据加密算法等方法,实现了嵌入式浏览器对SSL协议的支持;并介绍了方法在嵌入式浏览器JARI_Browser中的实现过程.实际的应用验证了该方法的可行性和正确性.