内核态与用户态混合调试代理技术研究

针对嵌入式Linux调试代理模型—Gdbserver和Kgdb,从调试代理在系统中所处的层次,进入被调试程序运行空间的方式,捕获被调试程序异常后处理的方式等几个方面进行了分析,总结出内核态与用户态调试的不同之处,建立了内核态与用户态混合调试模型,弥补了现有调试代理模型的不足。对实现内核态与用户态混合调试模型的重要组成部分进行了分析,给出了部分处理流程。     

流体系结构技术发展探讨

以流计算模型为基础的流体系结构,是面向未来的单片上集成超10亿只晶体管和上千ALU时代的新型体系结构,正成为微处理器体系结构研究关注的前沿焦点之一.首先分析流计算的背景;总结现有的具有代表性的流体系结构,并对它们的结构、执行模式、并行性、片上存储使用方式和应用目标等方面进行了比较;然后归纳流程序设计及其环境,讨论当前流编译研究的热点方向;最后探讨流处理器设计的发展趋势.     

一种新型的Free-memory众核处理器片上通信接口

高性能计算机系统越来越多采用集群系统,集群系统的性能极大地依赖于通信接口.基于片外SRAM保存地址变换表的用户级通信方法,极大地增加了芯片和系统的设计复杂度和成本.在传统基于I/O总线的HCA基础上,提出并实现了一种新型的Free-Memory的众核处理器片上通信接口,去掉了本地存储器接口,通过高效的cache管理策略...     

基于程序特征分析的流处理器VLIW压缩技术与解压实现

代码体积和代码稀疏是VLIW处理器一直存在的问题.通过对一系列典型应用在流处理器上的程序特征进行分析,提出了一种新的VLIW分域压缩技术,剔除各个子域中的空操作,并设计了分布式指令存储器对压缩后的代码进行解压缩执行.实验证明,该技术能够减少MASA流处理器中近39％的片外指令访存,降低约65％的片上指令存储器空间需求;同时使得指令存储器面积和系统面积分别减少了约37％和8.9％.     

面向DSP的嵌入式远程调试环境设计

针对目前DSP软件开发环境存在的不足,提出了基于GDB构建远程调试环境的方案。介绍了GDB远程调试原理,详细讨论了远程调试环境设计中关键技术——调试服务器的设计。以TMS320C674x DSP为目标平台,对方案予以实现,针对C674x DSP特有的可变长指令和超长指令字架构,描述了调试服务器相应的实现方法。实验结果表明,基于GDB构建的面向DSP的嵌入式远程调试环境能够满足DSP应用软件调试的需要。     

基于灰色理论的飞片冲击起爆参数优化设计

针对飞片冲击起爆钝感炸药的参数选择问题,提出了一种基于灰色理论的参数优化方法.利用正交法设计模拟方案,采用大型非线性数值模拟软件进行了不同参数组合下的冲击起爆计算.运用灰色理论中的关联度分析方法,获得了飞片直径、厚度、加速距离与飞片冲击输入能量的关联度系数和关联度,以被发炸药在起爆过程受到的飞片冲击能量为优化目标,确定...     

弹上信息处理器闭环模飞系统的研制

弹上信息处理器是导弹电子系统的关键部件,为满足弹上信息处理器研制过程中的闭环实时模飞需求,基于Vxworks实时操作系统技术,实现了基于PCI总线仪器的实时闭环模飞系统.为有效地提高仪器的集成度,仪器模块采用FPGA作为主控制器,基于可编程片上系统(SOPC)技术,实现了带有DMA控制器的PCI接口、HDLC串行通讯协议以及对输入输出开关量的控制.应用结果表明:该设计实现了高效灵活的闭环实时模飞系统,能满足弹上信息处理器不同研制阶段的测试需求,便于更新和扩展.     

一种实现电话噪声衡重网络的新方法

本文介绍了一种用集成单片开关电容滤波器ＭＦ１０设计噪声衡重网络的方法,并给出了设计框图及电源理图。与传统的ＲＬＣ及有源ＲＣ网络相比,用该方法设计的衡重网络具有体积小,重量轻,调试方便,易于实现,价格低廉等特点。     

TMS320C30数字信号处理器及其在舰载高频串行调制解调器中的应用

本文概述了Texas仪器公司第三代数字信号处理器TMS320C30的关键特点及技术性能;并从应用的角度,详细介绍了用TMS320C30实现串行MODEM解调器的硬件结构,设计思想,以及存贮器分配、读写时序、等待电路,及用TLC32044实现的A／D、D／A电路等外围接口电路的设计和调试技术。     

面向众核处理器的阴阳K-means算法优化

传统阴阳K-means算法处理大规模聚类问题时计算开销十分昂贵。针对典型众核处理器的体系结构特征,提出了一种阴阳K-means算法高效并行加速实现。该实现基于一种新内存数据布局,采用众核处理器中的向量单元来加速阴阳K-means中的距离计算,并面向非一致内存访问(non-unified memory access, NUMA)特性进行了针对性的访存优化。与阴阳K-means算法的开源多线程实现相比,该实现在ARMv8和x86众核平台上分别获得了最高约5.6与8.7的加速比。因此上述优化方法在众核处理器上成功实现了对阴阳K-means算法的加速。     

一种面向应用的NOC缓冲区分配算法

片上互连网络是片上通信问题的有效解决方案,但其存在严重的资源限制.输入缓冲区占据片上网络总面积的显著部分,同时其容量大小对不同应用映射后获得的性能有重要影响.给出一种面向应用数据负载的NOC缓冲区分配算法,针对不同的应用映射,该算法可以根据数据流量分布特征实现各个路由器输入通道上缓冲区资源的定制分配.实验结果表明,使用该算法后,系统缓冲区资源得到了更有效的利用.与均匀分配缓冲区的NOC系统相比,采用该算法实现的缓冲区分配方案使系统在保持性能变化不大的情况下,能够节省约50%的缓冲区总容量.     

一种基于层次位线缓冲的异步片上路由器

片上缓存资源是片上路由器的重要组成部分,其结构好坏直接关系到片上互联网络的实现复杂度、整体性能及功耗开销。鉴于异步电路的握手工作方式,异步路由器一般采用基于移位寄存器的异步FIFO(First In First Out)实现片上缓冲,这种结构导致了报文传输延迟及数据翻转次数增加。提出一种基于层次位线缓冲的异步FIFO结构,设计实现了一种新的异步路由器结构。相对于传统异步路由器,新的异步路由器能够有效降低路由器设计的硬件复杂度,减少数据的冗余翻转,降低功耗。实验结果表明在相同配置的情况下,新异步路由器面积降低了39.3%;当异步FIFO深度为8的时候,新异步路由器能够获得41.1%的功耗降低。     

存储体编译和布局协同的片上缓存设计方法

为了提高片上缓存的速度、降低面积和功耗,提出了一种存储体编译和布局协同的片上缓存设计方法。该方法基于存储体在芯片上的不同空间位置预估该存储体的时序余量,分别采用拆分/合并、尺寸调整、阈值替换和长宽比变形等多种配置参数穷举组合进行存储体编译,根据时序余量选择最优的静态随机存取存储器存储体编译配置。将该方法与现有的物理设计步骤集成为一个完整的设计流程。实验结果表明,该方法能够降低约9.9%的功耗,同时缩短7.5%的关键路径延时。     

基于线性频率调制与解调的片上直流电压信号放大器

片内直流电压信号摆幅较小,且受到CMOS工艺中被动器件一致性较差、易被高频交流信号干扰等因素的影响,采用典型的比例放大电路难以放大这类信号.为此提出了一种基于“载频”的“电压→频率→电压”放大方法,使用载波信号作为片上长距离传输的信号,将易受到干扰的直流信号局部化,利用前馈补偿技术构建了具有高度线性转换关系的“电压→频率”调制电路,采用具有较高线性度的频率解调电路实现后级电压信号的解调,有效地放大片内直流电压信号.电路仿真结果表明,所提出的放大器电路能有效地放大片上电压信号,直流电压增益为2.4.     

基于SoPC和NFS的虚拟SATA硬盘

大数据背景下,网络文件系统NFS作为一种成熟的分布式文件系统,为数据存储、管理提供了良好解决方案;So PC是基于软硬件协同设计的片上可编程系统,应用前景十分广泛。系统以SATA硬盘为存储介质实现了一个基于So PC的完整网络存储结构。重点介绍了如何在FPGA内嵌Micro Blaze处理器上设计实现NFS服务组件、文件系统软件,以及如何设计实现SATA硬盘控制硬件IP核。经Xilinx的XUPV5_LX110T开发平台调试验证,So PC网络存储软硬件系统工作正常,可以用作云存储的虚拟资源节点。     

CacheFI: 一种片上缓存的体系架构级故障注入工具

与逻辑电路相比,SRAM存储单元更易受工艺偏差和老化磨损的影响,体系架构级的缓存容错技术被认为是应对永久位故障率较高时的有效手段,但片上缓存故障注入工具尚不多见,影响了对这些缓存容错机制的验证,测试和评估。因此,提出了CacheFI,它是一个基于Simics的缓存故障注入工具,采用了故障生成和注入分离的设计,故障生成是随机分布,模式和时序三个方面的结合,故障注入则考虑了故障可重现性和模块化的需要。在全系统模拟器Simics上,针对15个选自SPEC CPU2000的测试程序,通过CacheFI进行片上缓存故障注入,演示了对Buddy,MAEP等典型的体系架构级缓存容错机制的容错能力和性能的评估。     

基于T-S模型的非线性系统主从控制器设计

针对同时具有输出和输入非线性的系统,通过中间虚拟控制量的设置,转化为两个非线性子系统的串联,从而简化系统结构并解决最终控制量不宜直接获取的问题。针对无人水面艇的航迹和横摇控制,设计了基于反演控制的从控制器,实现了输入非线性中虚拟控制量到舵角的映射,通过T-S模型将输出非线性系统,转化为线性时变系统,并考虑舵机的角度与角速度约束,设计了广义预测主控制器。该方法不仅简化了系统结构,同时仿真结果表明,所设计的主从控制器可以获得较好的控制效果。     

LDO稳压器敏感度建模与仿真技术

基于LDO稳压器在电磁干扰（EMI）下产生直流偏移失效的机理分析,展开敏感度建模与仿真方法研究。使用一款实验芯片,创新地引入片上电压传感器,用于测试EMI在LDO稳压器内部的传播特性。在敏感度建模中,建立等效电路模型,通过直流功能测试,Z参数阻抗特性测试验证模型的正确性,将该模型用于LDO稳压器的敏感度预测。在敏感度仿真过程中,通过分析关键子电路和不断增加寄生元件,仿真不同寄生因素对敏感度影响的权重。将仿真结果与传导直接注入法（DPI）片上测试结果对比,仿真结果与DPI测试在频域1MHz至1GHz匹配。     

具有指定误差协方差的相关域预测方法

利用协方差控制的理论和方法,研究了Ｃ３Ｉ系统中航迹数据融合的未来点相关域预测问题,提出了根据格定预测误差协方差来确定目标航迹未来点所处的相关域位置及大小的新方法。该方法具有实时性好、计算量小的特点。仿真结果表明了该方法的可行性。     

一种用于雷达网目标状态融合的算法

针对目前雷达情报自动化系统中雷达网目标状态融合存在航迹不连续、情报信息利用率低等问题,综合运用了神经网络和军事运筹学理论和方法,给出了一种用于雷达网目标状态融合的算法.结果表明,利用本方法使融合后的目标轨迹与目标真实运动轨迹非常接近,有效地提高了雷达情报的综合质量.