一种考虑电压岛边界约束的多电压布图算法

多电压设计(multiple supply voltage,MSV)是降低SoC功耗的有效方法之一.为便于电压岛供电引脚的放置,提出了一种考虑电压岛边界约束的多电压布图算法.首先,基于切分树表示的布图解特点,提出一种边界检查算法快速确定所有模块的边界信息.其次,以优化功耗为目标采用改进动态规划方法进行多电压分配并构建电压岛.最后,以模拟退火算法作为搜索引擎对芯片的面积、线长和功耗进行协同优化.为减少SA迭代次数,采用了一个两阶段的降温策略.对GSRC电路的实验结果表明,该算法可获得满足边界约束的多电压布图,且和不考虑边界约束时相比,仅在功耗上平均增加5.2％.     

基于ILP的电压岛驱动的多电压分配算法

为降低芯片功耗和电源布线网络的复杂度,针对可切分的布图结构,提出了一种时序约束下在后布图阶段进行多电压分配的整数线性规划模型,对功耗和电源网络进行协同优化,同时控制插入电平移位器的数目。为构建电源网络复杂度的度量模型,提出了一种时间复杂度仅为[O(n)]的模块相邻图构建方法来获得模块之间的相邻信息。模型中还考虑了在不同电压差的模块之间连线上插入不同延时和功耗的电平移位器,以进一步降低功耗。对5个GSRC电路的实验结果表明：所提出算法不仅可降低16.7~31.5%不等的功耗,还可将相同电压的模块有效集中在一起,形成电压岛。     

基于DVS的实时多核嵌入式系统低功耗算法

动态电压调整（DVS）是低功耗设计方法中最基本的技术。然而,大部分的算法是基于单处理器平台的,并且仅考虑了相互独立的任务,这时使用DVS往往不能取得较好的效果。基于DVS提出了一种循环旋转调度技术来降低功耗,通过对程序中的循环进行重组,使得在满足时限的同时功耗最小,同时也考虑了电压转换所消耗的时间和功耗。     

异构环境下科学工作流的启发式调度算法

针对资源个体与网络链路差异较大、广域互连的分布式系统下科学工作流的时间费用优化问题,提出改进的相对效比调度算法.利用任务配置图描述关联科学工作流过程模型的资源模型,利用任务-资源分配图作为科学工作流调度模型,采用相对效费比迭代调整任务-资源分配图,最终得到优化的工作流调度方案.算法能够避免共享资源访问冲突,合理地筛选候选资源、优化费用,能够很好地适用科学工作流的资源差异较大及任务间存在大量数据传输的特征,模拟实验表明算法性能有较大的提高.     

基于超级节点的分布式传感器节点定位算法

针对无线传感器网络中数目庞大的传感器节点难以进行有效定位的问题,提出一种分布式的传感器节点迭代定位算法.基于整个网络中相互重叠的子图,该算法的每一步迭代涉及两个步骤:一是每个子图内的高效定位,二是相邻子图之间的局部一致.对于每个子图,采用共轭梯度法对节点进行局部定位;之后,对相邻子图重叠区域内节点的局部位置进行融合平均.这两个步骤持续进行,直至满足迭代终止条件.仿真实验表明,与现有分布式算法相比,所提出算法的定位误差降低了一个数量级,能够对大规模的无线传感器网络进行高效定位.     

片上互连网络的功耗特征分析与优化

随着处理器核数的增加,片上互连网络NoC结构日趋复杂,导致片上互连网络功耗所占的比重和功耗分析的难度也在增加。片上互连网络的任务映射,既要保证多处理器核心之间通信的高性能,又要保证耗费尽可能少的功耗和面积,即在有限的功耗和面积开销下获得较高的性能。在进行任务映射时,核心之间的通信距离是减少任务通信功耗的关键。连续且近凸的区域有助于缩短任务的通信距离。分析了一种功耗最优的片上互连网络启发式映射算法（INC）,该算法由区域选择算法和节点映射算法组成。对区域选择算法的2个因子进行了改进,使应用总的通信开销最小化且保证后续应用以很小的通信代价进行区域选择。提出了新的基于选择区域的映射算法。它们在动态到达程序映射问题中的实验结果表明,新的区域选择算法和节点映射算法相比于INC,可以减少12.10%的通信功耗,并且带来11.23%的通信延迟优化。     

一种VLSI高层综合低功耗设计方案及实现

提出VLSI高层综合设计方案,该方案基于多电压在时间及资源约束条件下,综合考虑了调度及互连,从调度互连两个角度达到低功耗的目的.该方案提出了基于Gain大小搜索的调度,将功耗增益、灵活度和行为执行密度因素作为折中函数,考虑操作的属性更加全面.在互连中基于分布式的RS互连模型得出互连单元在执行时段里的动态功耗,同时考虑单根总线上的翻转和邻线的耦合.该方案在CDFG工具包中实现并证明了它的有效性.     

求解网络最大流问题的信念传播算法

为解决目前网络最大流问题求解效率低、数据溢出等问题,设计求解网络最大流问题的信念传播算法.根据网络最大流问题的特性,使最大流问题的线性规划方程与信念传播算法传递方程结合,得到描述函数,将带权随机有向图映射为对应的因子图模型;在此模型基础上,利用信念传播算法的信息迭代方程进行特征值收敛计算,提高寻优效率.选取若干随机有向图进行数值实验,实验结果表明,该算法在寻优速度上优于同类算法,验证了其可行性及有效性.     

网络安全系统中的快速规则匹配

随着网络攻击的增多,各类安全系统被广泛应用,其关键和核心是规则匹配.加速规则匹配可以提高系统性能,使其适应更高速网络和更严格环境.介绍和分析了现有的两种主要规则匹配算法:布尔表达式树和有向无环控制流图,提出了一种快速规则匹配算法.该算法先对有向无环控制流图进行等价变换,再在此基础上进行概率优化和改进,通过调整规则内部的逻辑表示结构,使得规则的结构转换速度和计算速度都得到明显的提高.经过测试比较,该算法能有效缩短匹配时间,改善系统性能.     

低功耗并行LTE-Turbo译码器的VLSI结构设计及实现

针对3GPP LTE标准中的Turbo码,设计了一种基于最大后验概率算法的低功耗并行译码器.根据二次置换多项式交织器的整数数学特性,分解并行处理中每个译码器的交织地址为子码块地址和块内偏移地址,提出一种高效的递归计算子码块交织地址的算法,使得并行度可以为任意值,而不仅仅限于2的幂次;并依此设计了低复杂度的实时递归计算交织器的互连结构,以避免传统实现方法中对交织地址的存储,有效地简化了Turbo译码器本征信息处理的互连网络,减小了实现面积和功耗;最后从结构级进行优化设计,进一步减少面积和功耗.实验结果表明,在40nm的工艺下,约束工作电压为1.18V、时钟频率为282MHz,版图实现可以达到130Mb/s的吞吐量,且功耗仅为107mW,每次迭代能量效率为0.107nJ/bit.     

基于Digsilent的光伏电源并网对系统电压的影响

光伏电源并网后,配电网络由单电源放射状的网络变为多电源有源网络,馈电线路有功功率流向发生变化,各个节点电压也将受到影响。对光伏电源并网对系统影响展开全面的讨论,重点研究光伏电源注入位置和注入容量对电压水平的影响,并利用德国电力系统仿真软件Digsilent建立115节点的仿真模型,研究结果表明,在馈电线路上,同一位置光伏电源有功出力越高,电压水平越高,光伏电源接入位置距离母线越远,允许的注入功率值越小。     

基于模糊层次分析法的煤矿电网电压态势预警研究

煤矿供电系统电压水平直接影响到电动机的启动及正常运行,但目前电网监控系统不能利用监测的实时电网结构参数和实时潮流分布数据对电网运行状态及电压水平进行预警研究,从而不能消除电网运行中的安全隐患。文章利用电网监控系统实时潮流分布数据,结合层次分析法和模糊理论,通过选取电压态势预警评判指标构建了模糊综合评判矩阵,评估当前电网电压水平,分析电压发展趋势,实现了煤矿电网电压运行态势预警,完善和提高了电力监控系统的监控功能。     

Energy proportional streaming spiking neural network in a reconfigurable system

This paper presents a high-performance architecture for spiking neural networks that optimizes data precision and streaming of configuration data stored in main memory. The neural network is based on the Izhikevich model and mapped to a CPU-FPGA hybrid device using a high-level synthesis flow. The active area of the network is configurable and this feature is used to create an energy proportional system. Voltage and frequency scaling are applied to the processing hardware and memory system to deliver enough processing and memory bandwidth to maintain real-time performance at minimum power and energy levels. The experiments show that the application of voltage and frequency scaling to DDR memory and programmable logic can reduce its energy requirements by up to 77% and 76% respectively. The performance evaluation show that the solution is superior to competing high-performance hardware, while voltage and frequency scaling reduces overall energy requirements to less than 2% of a software-only implementation at the same level of performance.     

配电网无功优化软件的设计

关于优化配电网的质量问题,针对目前配电网无功补偿普遍缺乏合理的无功规划,导致运行电压较低及较大的线损的问题,迫切要求改善现有配电网无功优化的现状,为有效地提高现有无功补偿装置的效率,提升配电网运行电压以及降低线损。结合配电网绝大部分线路是放射状的实际情况,以辐射型网络潮流的分层前推回代算法分析计算配电网的潮流,在潮流结果的基础上根据无功精确矩确定无功补偿点及补偿容量,通过重复多次计算得到最优方案。通过vb6.0软件建立电网拓扑模型,结合理论分析,并进行仿真。仿真结果证明,补偿效果较好,软件已在韶关市配电系统中得到试用,并具有良好的实用性,无功优化效果良好。     

基于有载分接开关协调的主动配电网电压控制研究

可再生能源具有随机性和间歇性的特点,然而随着分布式电网的渗透率不断提高,其并网也给传统电网带来了可靠性降低、双向潮流、电能质量恶化等问题,传统电网的被动调压策略已难以为继.主动配电网能支撑分布式电源的消纳,通过有载分接开关(OLTC)协调可实现电压控制.本文旨在阐述基于OLTC协调的主动配电网控制研究,先说明OLTC调压对功率的影响,介绍各传统电网调压方法,并指出了各方法的弊端.再阐述基于OLTC调压的主动配电网电压控制方案,最后对该领域进行了展望和总结.     

基于STM32的简易电路测试仪的设计

以高级语言描述、系统级仿真和综合技术为特征的第三代EDA工具为依托,以实现复杂电路内部故障原因的诊断为目的,提出了基于STM32单片机的简易电路测试仪。测试仪通过AD采集获得计算所需的电压数值,转换为电路参量后判断故障原因。主控板采用STM32F103ZET6,实现整个电路的控制。该测试仪可以对故障电路进行单一故障的诊断。应用了电压跟随器,使电路性能保持稳定。与人工检测相比,该设计具有灵活可控、可靠性高、智能诊断等优点。     

分布式发电对配电网网损和电压分布的影响

为了寻求分布式发电对配电网电压分布、网损变化影响的规律性,使电网可靠平稳运行。基于辐射状链式结构配电网的恒功率负荷模型,采用前推回代的配电网潮流算法,从理论上分析了分布式发电对配电网潮流的影响。根据潮流计算结果,结合33节点标准配电网测试系统,研究了分布式发电接入位置和注入容量的改变,对配电网网损和电压分布的影响。利用MATLAB平台进行仿真对比,仿真结果表明,合理配置分布式发电位置和容量能够更有效地改善配电网网损和维持电压稳定。     

Simulation of isolated operation in fault condition by loop power flow controller

6.6 kV overhead distribution systems are currently constructed in Japan as radial networks. The load imbalance of each feeder therefore has a negative impact on voltage stability. On the other hand, disconnecting distributed generators with faults causes line overload or under-voltage. Therefore, controlling line voltage and line power flow on the distribution system is critical for the open access of indefinite numbers of distributed generators. We are investigating a new loop or mesh structure distribution system to maximise network capacity. This paper describes a control method for a loop power flow controller (LPC) focusing on 1 line-to-ground (LG) fault states.     

基于DSP的高效可控硅拼波调压算法实现

在可控硅调压系统中,通过拼波方式控制负载电压能够减少系统谐波分量,有效提高功率因数,但拼波角度和电压有效值的定量关系难以计算。设计了一种可行有效的算法,通过两级电压值和用户设定电压值来直接计算拼波所需的角度。以美国德州仪器公司(TI)的定点DSP芯片TMS320F2812为控制单元,利用其IQmath库函数所实现的算法精度可调。该算法在实际工程应用中被证明,能快速而准确地按照用户要求对负载电压进行稳定地调节。     

基于允许电压降落和改进损失系数法的中低压配电线路最大供电距离计算

配电网规划设计导则对中低压配电线路的供电距离提出了原则性要求,但考虑到实际情况和技术经济合理性,电网建设实施过程中往往有所突破。以允许电压降落作为约束条件,以典型配电线路为研究对象,采用改进损失系数法,推导配电线路最大供电距离的计算公式,计算得到中低压配电线路在不同负荷水平下的最大供电距离。讨论了经济电流负荷水平下的最大供电距离,以及功率因数和首端运行电压对最大供电距离的影响,为配电网规划建设提供决策参考。