基于指令流混合模式学习的缓存预取算法

近期缓存预取算法的研究热点是使用基于模式识别的预测技术,例如Lookahead,推算访存请求的地址.此类算法一方面很难学习访存行为中的依赖缓存失效,另一方面不能精确控制预取请求发送和写回的时机.为了解决上述问题,本文提出了一种基于分支预测技术和混合模式学习的缓存预取（Instruction Flow Based Hybrid Prediction,IFBHP）算法.使用分支预测技术识别程序未来指令流中的访存指令流,通过多种地址关联模式的学习逐一计算访存指令流中每条指令的地址,写入访存地址队列.使用阈值评估未来指令流进入处理器主流水线的时刻,精确控制指令流所对应的预取请求的发送和写回.实验表明,本文算法相比STeMS(Spatio-Temporal Memory Streaming)算法、ISB++(Irregular Stream Buffer++)算法、SANGAM算法、IPCP(Instruction Pointer Classifier based spatial Prefetching)算法一级数据的读操作缓存失效次数分别平均减少31.58%,28.85%,17.85%,11....     

基于冗余寄存器分类的时序网络面积优化算法

本文根据时序网络中存在冗余的特点,提出将冗余寄存器分为三类:在所有可达状态空间输出端逻辑值恒为常数的寄存器、输入端相同的寄存器和对原始输出端逻辑值无影响的寄存器;并提出了一种基于AIGs(And-In-verter Graphs)的移除冗余寄存器的面积优化算法.将三值模拟、寄存器共享和COI(Cone of Influence)化简三种方法结合实现冗余寄存器的消除,达到减少寄存器数和节点数,优化时序网络面积的目的.实验结果表明,本算法可以使寄存器规模平均下降23%,节点数平均减少26%.     

基于行冲突预测的内存控制器QoS管理机制

 传统内存控制器QoS管理机制对处理器访存延迟控制能力有限.针对该问题,本文提出PRCC机制.该机制基于对后续处理器访存的预测,分析发出设备访存对处理器访存延迟的影响,阻止发出会导致处理器访存从行命中变为行冲突的设备访存,从而减少设备访存对处理器访存延迟的影响.面向北大众志SK SoC的评测结果表明:相比于传统方法,应用PRCC机制使设备访存对程序执行时间的影响从24%减少到12%,并且通过参数调节,能够在处理器与设备间取得更优的性能折衷.     

基于簇的寄存器堆功耗管理方法

本文采用软硬件协同设计技术,提出以寄存器簇为粒度对嵌入式处理器寄存器堆进行功耗管理的方法.在软件方面,面向寄存器簇的编译优化使循环程序段中寄存器的编号尽可能相邻;在硬件方面,采用寄存器簇缓冲器过滤对寄存器堆的访问并降低其动态功耗,采用基于寄存器簇的动态电压调节电路和门控预充电路降低存储单元和位线的泄漏功耗.实验结果表明,本文方法将寄存器堆的总功耗降低约44.7%,比传统方法达到了功耗、面积和延迟的更优折衷.     

基于RISC-V直接访存的SM4加密单元的设计

为适应信息安全对网络加密数据吞吐率日益增长的要求，基于我国自主设计的首个商用加密算法SM4，本文在开源的RISC-V处理器中，设计了一个具有直接访存功能的SM4加脱密单元，并对RISC-V的指令集进行了扩展，扩展的指令可直接调用SM4单元。这种方法不仅通过硬件实现了SM4加脱密算法，同时有效减少了SM4单元在加解密过程中使用取数和存数指令访存的频率，大幅度提高了数据加密的速度。为了解决CPU访存与SM4单元访存的冲突，设计中采用了流水线互锁方案，并使用Modelsim进行了仿真验证。在300MHz的时钟频率下，加解密4kB数据需要10500 个时钟周期，吞吐率达到了914.28Mbit/s。     

一种高效的面向基2 FFT算法的SIMD并行存储结构

随着SIMD(Single Instruction Multiple Data stream)结构DSP(Digital Signal Processor)片上集成了越来越多的处理单元,并行访存的灵活性及带宽效率对实际运算性能的影响越来越大.本文详细分析了一般SIMD结构DSP中基2 FFT(Fast Fourier Transform)并行算法面临的访存问题,采用简单的部分地址异或逻辑完成SIMD并行访存地址转换,实现了FFT运算的无冲突SIMD并行访存;提出了几种带特殊混洗模式的向量访存指令,可完全消除SIMD结构下基2 FFT运算时需要的额外混洗指令操作.最后将其应用于某16路SIMD数字信号处理器YHFT-Matrix2中向量存储器VM的优化设计.测试结果表明,采用该SIMD并行存储结构优化的VM以增加18%的硬件开销实现了FFT运算全流水无冲突并行访存和100%并行访存带宽利用率;相比优化前的设计,不同点数FFT运算可获得1.32~2.66的加速比.     

流体系结构指令存储器优化设计研究

针对流体系结构中VLIW代码体积对指令存储器的容量和功耗带来的问题,本文通过分析流处理器的指令特征,提出了一种新的VLIW分域压缩技术.在此基础上,本文为流体系结构设计了分布式的片上指令存储器,并提出了SIMD流水的执行模式.实验结果证明,该技术减少了38%的片外指令访存,降低约65%的片上指令存储器空间需求;分布式指令存储器减少了约37%的片上指令存储器面积,使得MASA的系统面积降低了8.92%,并降低了61%的指令存储器功耗.     

面向访问需求的数据缓存泄漏功耗管理方法

 本文提出面向访问需求的数据缓存泄漏功耗管理方法,根据访存指令对数据缓存的访问需求控制数据缓存的活动.当流水线中未发现访存指令时,将整个数据缓存保持在非活跃状态;而当发现访存指令进入流水线时,采用两种数据缓存访问控制策略以及对这两种策略的动态选择机制,在流水线早期捕获访存地址的访问需求,对数据缓存的活动作出精细控制.实验结果表明,在平均情况下,本文方法将数据缓存的泄漏功耗降低85.4%,而处理器性能提升4.41%,比传统方法在功耗与性能方面均达到更优结果.     

面向多任务的片上簇处理器流访存控制系统设计

为了解决分簇流处理器在进行多任务处理时访存系统效率不高的问题,提出了一种新的流访存系统.针对多任务处理情况下,各簇间工作的差异性与独立性,设计了新的流访存机制,包括流访存系统结构、访存流控制、簇间流顺序调度和流信息配置等.实验结果表明,改进后的多簇流处理器能够工作在并行与多任务两种模式下,同时在并行处理性能基本不变的情况下,获得平均20%的多任务处理性能提升.     

面向RTL的VHDL语言模拟系统设计与实现

设计并实现了一种面向寄存器传输级的VHDL语言模拟系统(RTL-based VHDL Simulator,RVS).介绍了RVS系统的处理流程和组成模块.RVS系统定义了面向寄存器传输级的VHDL语言子集,在编译阶段采用了一种基于递归的自顶向下语法分析算法,在模拟阶段采用了一种具有调试功能的基于进程的事件驱动模拟调度算法.RVS系统在Windows平台下用Visual Studio 2003进行了实现.实验表明,RVS系统对组合逻辑控制和微程序控制的SAP-CPU设计电路文件进行了正确地编译和模拟.     

GSM移动通信网络掉话解析

本文将全面分析GSM移动通信系统中导致各类掉话的原因。在移动通信中,掉话可分为两种形式：一类是在SDCCH信道上的掉话,一类是在TCH信道上的掉话。掉话率作为反映网络性能的一项重要指标,一直是网络优化工作关注的重点。     

CDMA网络掉话原因分析

分析了接入与切换碰撞、前向长期干扰、前向短期干扰、前反向链路不平衡、长期覆盖不好、短期覆盖不好、业务信道功率受限等7种类型掉话事件的掉话原因，并总结形成了掉话原因分析模板，将实际测试中遇到的掉话事件和此模板进行比对以帮助分析掉话事件发生的原因。     

关于无线市话“小灵通”业务的探讨

无线市话“小灵通”业务在我国发展迅速，巳成为中国电信业务新的增长点。文章对该项业务进行了探讨，提出了小灵通业务的发展思路和办法。     

TETRA系统中呼叫控制过程的设计

在专用网移动通信系统开发的背景下,针对基站控制单元的设计,阐述了其呼叫控制过程。首先简要分析了TETRA空中接口协议栈总体结构,然后详细说明了CMCE-BS（基站电路控制模式实体）的呼叫控制部分,并重点描述了跨基站单呼业务的具体过程（包括呼叫建立、呼叫保持和呼叫拆线3个子过程）,最后在此基础上通过SDL（规范与描述语言）仿真器给出了CMCE—BS的呼叫控制过程的仿真结果,其结果证明了设计的正确性。     

江苏移动利用信令监测系统实现回拨业务分析

对网间互联互通中存在的回拨卡和回拨呼叫发生原理和业务特征进行了深入分析,详细说明了信令监测系统对于回拨呼叫行为的分析和统计。该分析有助于移动运营商有针对性拦截处理,减少异常欺诈业务对移动用户呼叫的影响。也对信令监测系统的深入分析应用有促进作用。     

网上呼叫中心呼叫转换功能的实现

介绍了自行设计的一种基于H.323的网上呼叫中心实现各种呼转转移功能的实用系统。主叫方系统只有“选择呼叫转移”功能，被叫方系统可实现未注册转移、遇忙转移、无应答转移、无条件转移4种呼叫转移功能。     

VoIP secure session assistance and call monitoring via building security gateway

A secure architecture is proposed in the home/office networking environment with a special appliance, called Building Security Gateway (BSG), for cheap SIP devices and unsupported soft user agents (UAs) performing security functions successfully, such as construction of secure sessions and encrypting/decrypting media. Therefore, we apply BSG procedure to VoIP for getting secure session. Furthermore, VoIP call monitoring and intercepting functions are also implemented in BSG. Secure session monitoring is supported in this architecture. A prototype BSG is built in a home/office network, and BSG‐based session mobility cases between UAs are examined and the protocol primitives for security and call intercepting are verified. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.     

ATM网络中各种业务呼叫之间的相互阻塞作用

研究了CAC的使用方法，当网络流量比较大甚至接近满负荷时，简单地使用这些CAC会出现窄带业务与宽带业务呼叫之间的不平衡现象。文中首先对各业务的接入概率、宽带业务和窄带业务的呼叫之间相互阻塞的概率作了较详细的分析，采用了按呼叫接入的状态来使用CAC的新方法，从而实现公平接入的平衡机制。     

大型呼叫中心人工呼入到达率研究

对国内大型呼叫中心的到达率进行深入研究.首先分析数据的特点,通过方差分析,确定日变化的主要因素,然后将特定时间段的呼入量分解为日到达量与相应时间段到达比例的乘积,并引入累加后双指数平滑的方法进行日到达量预测.分别得到两者的预测值后,相乘得到在特定时间段的呼入量.检验结果表明模型预测数据对实际数据有较高的拟合度.     

Optimizing the Use of Random Access Channels in GSM-GPRS

The random access channels and traffic channels are utilized, respectively, for call establishment and information transmission in the uplink direction (from mobile to base station) of the Global System for Mobile communications (GSM) networks. A call is either rejected or blocked depending on its inability to succeed either in the random access channels or in the traffic channels. The optimum number of random access slots is directly proportional to the average call arrival rate, being independent of the average channel holding time and the number of traffic channels. The number of slots occupied by a given call can be changed dynamically in the newly developed General Packet Radio Service (GPRS) systems. A complete analysis is executed for the traffic channel utilization and call blocking probability with the exact number of random access slots that provide almost zero call rejection probability. The overall call success probability is derived considering call rejection and call blocking probabilities.