基于高速缓存资源共享的TLB设计方法

针对嵌入式处理器中旁路转换缓冲（TLB）功耗和面积显著的问题,提出一种共享高速缓存硬件资源的低功耗TLB设计方法,消除了传统方法中TLB存储器的硬件资源及静态功耗.该方法通过设立两级TLB低功耗架构和缓存地址映射表,有效减少TLB的访问次数,降低了功耗;利用高速缓存的结构特性动态扩展TLB表项,扩大对物理内存的映射范围,提升TLB命中率.进一步提出了一种复用缓存替换策略的TLB表项的编码加锁方法,减少页面抖动,缓和TLB表项与指令、数据的资源冲突.实验结果表明:与传统的TLB设计相比,应用本方法的嵌入式处理器的功耗下降28.11%,面积减少21.58%.     

面向嵌入式应用的内存管理单元设计

提出了一种面向嵌入式应用的内存管理单元(MMU)的全综合设计结构，其地址转译缓存(TLB)采用多级结构，包括第一级分离的组相联微指令μITLB和微数据μDTLB及第二级统一的全相联JTLB.第一级μITLB和μDTLB表项少且组相联，查询速度快；第二级JTLB可采用多周期查询方式，易于高速综合实现.选取Mibench测试基准集中的部分典型应用，通过嵌入式片上系统(SoC)设计样例，验证了该MMU结构的应用适应性.SoC设计实验结果表明，多级TLB结构MMU的系统性能与单级全相联结构最大仅相差3.8%.将设计的MMU集成在自主开发的高端32-bit嵌入式芯核CK520中，在0.18 μm 6层金属工艺最差工作条件下，处理器的时钟频率达到230 MHz以上，面积仅增加了7.6%.     

基于硬件动态指令调度的椭圆曲线并行运算

提出了一种在特征为２的有限域上并行快速实现椭圆曲线密码（ECC）点乘运算的方法，利用硬件动态指令调度技术，同时采用指令级并行和线程级并行，提高了并行运算的性能.基于该方法设计架构并监控运算部件的工作情况，在译码阶段之前动态生成点乘运算指令序列，从而通过动态指令调度消除了不能通过旁路技术或直接通路技术来避免数据冲突停顿所带来的性能损失.基于现场可编程门阵列(FPGA)的实现结果表明，利用该方法实现伽罗瓦域GF(2193)上的椭圆曲线点乘运算需要22.7 μs.     

一种基于C-RAN的BBU负载均衡优化算法

基于软定义无线电（SDR）和虚拟机（VM）迁移技术的云无线接入网（C-RAN）是第5代移动通信系统（5G）系统中的一种灵活架构,基于该架构提出了一种优化算法,可以根据系统状态动态计算基带处理单元（BBU）的最佳负载范围,并考虑用切换效率来控制额外的资源消耗.仿真结果表明,该算法能够自动选取合适的BBU工作负载范围,并在较低的切换损耗下维持BBU在该范围内工作.     

基于自适应阈值的距离图像线段特征提取

提出一种从2D激光雷达距离图像中提取线段特征的方法,以满足移动机器人定位和地图创建的需要.该方法包括分割和合并两个阶段.采用IEPF(iterative end point fit)分割算法对输入点集进行递归分割,利用LT(line tracking)分割算法对已分割点集的端点进行重新分配.根据两个相邻点集所包含的点数将合并过程分为两种情况考虑,分别采用不同的自适应阈值合并算法对两点集进行合并.对比实验结果表明,该方法能解决线段提取中过分割和过合并问题,对线段端点表示较为精确.     

基于不规则性的并行计算方法

为了有效使用异构多核架构强大的并行计算能力,根据硬件架构的特点重新组织数据并合理调度任务的执行是非常有必要的.提出一个基于不规则性的并行计算方法,是一个融合数据并行、任务并行、管道并行的多重并行计算方法,特别适合具有动态特征执行行为和不规则数据结构的复杂算法,能够在程序运行时根据存储局部性原则和单指令多数据流（SIMD）操作机制对任务执行进行基于优先级的动态调度和数据管理,能够最大限度地有效使用CPU和GPU的硬件计算资源和存储资源.实验结果表明,该方法能够提高图形并行绘制算法关于动态执行过程和不规则数据结构构造和维护的性能.     

信息物理系统架构下集群风电自适应控制方法

针对传统集群风电有功控制模式中安全裕度偏于保守的问题,基于信息物理系统架构提出了一种面向集群风电的运行断面自适应控制方法.基于风电场功率响应特性,提出了断面裕度动态计算的实现方法.根据断面裕度动态计算结果和风电场的发电状态,动态调整风电场运行方式,实现集群风电与运行断面间的自适应.基于某地区电网实际数据构造的算例表明,所提出的方法在降低断面越限时间33. 3%的同时,能减少弃风约21. 4%.该方法对提升运行断面传输利用率、降低运行断面越限时间具有促进作用.     

RBF-Volterra模型及混沌背景信号检测

针对混沌背景下的目标检测问题,根据相邻混沌数据的相关性特性,提出了一种基于RBF-Volterra级数的目标检测方法.由基函数多项式（BFP）导出RBF-Volterra级数,分析了RBF-Volterra级数的混沌序列拟合能力和数值稳定性,讨论了基于模型参数估计和对消的混沌背景目标检测方法.仿真结果表明,该方法对混沌背景中的目标检测是有效的,对强海杂波背景中的目标检测有一定的指导意义.     

WSN异步休眠模式下节点捕获早期检测方法

针对异步休眠模式的无线传感器网络（WSN）,提出了一种节点捕获早期检测方法,在被捕获节点重新加入网络之前即被检出,实现对网络攻击的及早发现.该方法基于相邻节点间存活性监控,并通过节点声明消息统一调度广播机制,保证异步休眠节点间声明消息的接收,同时,在决策过程中采用本地协同决策方式以提高正确率.仿真结果表明,该方法在检测率、误报率和漏报率等有效性方面均优于其他现有典型方法.     

一种基于flex的树形菜单动态加载的方法

树形菜单是Web页面导航的常用方式,通过具体实例介绍了基于flex的树形菜单动态加载的技术架构和具体实现。实践表明,该方法实现方式简单,具备良好的扩展性。     

实时交互进程的并发检查点技术

提出了一种并发检查点技术,允许进程在设置检查点的同时尽可能保持继续执行.在拷贝进程地址空间(设置检查点的步骤之一)的同时,阻塞页面写操作并拷贝该原始页面到指定缓冲区,达到不需要在拷贝进程空间的同时停止该被设置检查点进程,最后结合缓冲区中拷贝页面,得到具有一致性的进程状态的映像文件.实验结果表明,可以减少20%～70%被...     

改进的偏向写调度的混合内存缓冲区调度策略

提出一种新的相变存储器(PCM)和DRAM混合内存偏向写调度缓冲区页面调度策略(FWLRU)。该策略根据PCM和DRAM在读上区别不大,所以只进行"写"热页调度进入DRAM,而不专门进行"读"热页的调度,同时在PCM和DRAM的页面置换时,不淘汰页面,采取互换的原则,以增加页面的命中率和减少PCM的写。实验结果表明,该策略能有效提高页面的命中率和减少PCM的写。     

信息抽取技术在LBS中的应用

由于LBS系统的终端设备处理能力较低，显示屏幕较小，再加上无线数据网络带宽不足，因此无法浏览整个Web网页。采用信息抽取技术可以将用户感兴趣的信息提取出来，再发送给用户终端，有效地解决上述问题，信息抽取技术将是LBS系统中的一项重要应用。提出了一种基于信息抽取的从删．到WML的页面转换方法，首先标记少量的Web网页形成样本实例集，采用归纳算法生成信息抽取规则；其次应用抽取规则和模式匹配来处理结构和风格类似的Web页面；最后将抽取结果转换为WML页面。开发了原型系统，通过对实际数据源的抽取，验证了此方法的有效性。     

基于软硬件协同设计的内存虚拟化研究

在纯软件实现的X86系统仿真模型中,客户机的访存性能较低,是制约X86系统仿真性能的瓶颈之一。文章借鉴协同设计虚拟机的思想,提出了一种软硬件协同设计的内存虚拟化方案,设计并实现了硬TLB及其访问扩展指令,通过交叉编程使软MMU和硬TLB协同工作,提高地址转换效率。实验表明,软硬件协同设计方案提升了36.7%的访存带宽,显著提高系统仿真性能。     

嵌入式GIS系统多缓存地图显示方法

嵌入式GIS系统有限硬件资源与地图数据的海量性和复杂处理过程相矛盾,采用缓存显示技术是有效提高嵌入式GIS地图显示速度的主要途径之一;围绕着嵌入式GIS平台上的实时地图显示、漫游和旋转性能,研究设计了一种多缓存地图显示方法,主要内容包括多缓存的体系结构、实现机理和虚屏缓存大小计算等。采用该方法,通过牺牲一定的内存资源换取显示速度的提高,其良好的显示性能已在某嵌入式GIS导航平台上得到验证。     

一种新型低存储二维离散小波变换架构

由于现有二维离散小波变换硬件结构通常存在输入图像存储空间较大和硬件资源消耗较高的问题,制约了系统的硬件效率提升．为此,调整了输入数据的时序,设计了一种基于提升算法的新型二维离散小波变换架构．采用了横向并行、数据错位的三输入扫描方法,降低了处理模块的硬件资源消耗,同时消除了片外存储的需求．对于一幅长宽为N×N的输入图像,系统的总存储需求缩减为9N字节．经过硬件分析,对比其他现有结构,本架构的硬件效率提升了8％以上．     

基于虚拟机监控器的类蜜罐实时内存取证

为了解决传统的基于“镜像-分析”的内存取证技术面临的提取内存镜像时间过长及无法有效截获瞬时性内存攻击的问题,提出类蜜罐的实时内存取证方法（RTMF）.利用虚拟机监控器针对性地提取内存片段,对提取的数据进行语义重构,以获得操作系统级语义信息.利用扩展页表机制设置关键内存页面的访问权限,将这些内存页面作为蜜罐;针对蜜罐的违规访问会触发扩展页表故障而陷入虚拟机监控器,实时拦截攻击.结果表明,在发现内存攻击后,RTMF既可记录攻击者对内存的修改历史,又可对攻击者追踪溯源.经微基准测试,该方法引入的性能开销在可接受的范围内.     

视频芯片中的OSD核的设计及FPGA的实现

设计了一种数字在屏幕显示(On Screen Display,OSD)控制核。该设计基于图像分层技术,采用多混合结构实现OSD图像的分层混合显示,增强了人机对话功能。存储器资源的组织方式采用改进型的二步索引算法,该算法通过对行字符组和字符的两次索引获得OSD菜单显示所需的字符点阵信息,使得菜单编号存储器中存储的数据得到了精简,在实现相同功能的前提下对片内存储器资源的需求降低大约38%。利用现场可编程门阵列(FPGA)进行验证和性能测试,满足设计要求。     

基于频率时效感知的混合内存写冷热页面调度

为了提高相变存储器和DRAM所组成混合内存中PCM的耐久性,减少页面在PCM上的写操作,通过一个新公式结合写访问频率的统计和最近写访问间隔对页面写冷热的影响,计算频率时效的写权值,并根据最近写频率和计算的频率时效权值来进行混合内存页面冷热页的调度。通过仿真分析比较,这种方法可以减少PCM页面的写次数。