利用SIMD向量化的数据流软错误检测算法

由于现代处理器不断缩减芯片上元件尺寸、速度不断提高，会导致严重的可靠性问题.针对现有基于冗余的数据流软检错算法效率低下问题，本文提出一种基于SIMD向量化的数据流软错误检测算法VBSED,利用单指令多数据流并行性来提高软件冗余算法的效率，将原代码与冗余代码转换为高效率的SIMD代码，生成具有检错能力的加固程序.对比实验结果表明本文提出的算法可降低加固代码的时空开销，该算法还具有现有算法一般不能检测缓存等部件软错误的优点，并通过故障注入实验验证本文算法在寄存器、缓存和主存部件具有更高的错误检错率.     

基于冗余事务的事务存储系统的错误检测

针对事务存储系统下的错误检测问题,提出了一种基于冗余事务的事务存储系统的错误检测方法(error detection by redundant transaction,EDRT).该方法为每个事务创建一个副本事务,并利用富余的处理器核资源同时执行原始事务和副本事务,通过比较原始事务和副本事务的执行结果达到检测错误的目的.在检错比较数据集的获取上,EDRT方法利用了事务存储系统自身的版本管理机制,实现了对用户透明的在线接近最小数据比较集的获取.将EDRT方法应用于日志事务存储系统,提出了针对容错日志事务存储系统的设计问题的解决方法.最后,使用了包括4个SPLASH-2典型用例在内的5个测试程序对该方法进行了验证测试,实验结果表明EDRT检错方法相对整个程序的平均检错开销在3.68％左右,而相对于程序内事务部分的平均检错开销也只有12.07％左右.通过与双模冗余检错方法(dual modular redundancy error detection mechanism,DMR)的对比,EDRT方法与DMR方法的平均检错开销比只有0.05％左右.     

CRC校验实用程序库

在数据存储和数据通讯领域,为了保证数据的正确,就不得不采用检错的手段。在诸多检错手段中,CRC是最著名的一种。CRC的全称是循环冗余校验,其特点是:检错能力极强,开销小,易于用编码器及检测电路实现。从其检错能力来看,它所不能发现的错误的几率仅为0.0047％以下。从性能上和开销上考虑,均远远优于奇偶校验及算术和校验等方式。因而,在数据存储和数据通讯领域,CRC无处不     

面向E量级超算的并行循环压缩浮点乘加校验结构

E量级超算面临超十亿浮点融合乘加(Fused Multiply-Add,FMA)部件同时运行的严峻挑战,单个FMA检错率的少量变化可引起系统可用性的较大变动.E级超算核心的高运行频率、实时校验需求对校验逻辑时序提出了更高的要求.同时,E级超算需要控制系统规模,同芯片面积下集成的核心数目更多,片上资源较为紧张.因此,FMA校验设计需要在保证错误检测能力的前提下,对校验逻辑的时序、面积开销进行控制.本文提出了并行循环4:2压缩结构.余数系统模数增大后,并行循环4:2压缩结构能在降低余数生成逻辑的时序、面积开销的同时,提升余数系统的检错能力.本文还对余数域中的FMA尾数运算进行研究,提出了取反符号扩展操作、乘法尾数、加法尾数的余数域加速变换.实验结果表明,本文提出的并行循环4:2混合压缩余数生成逻辑较模加器树余数生成逻辑、CSA(Carry Saved Adder) 3:2压缩余数生成逻辑分别最多可取得19.64%、6.75%的时序优化和71%、18.18%的面积优化.基于并行循环4:2压缩树的模63余数校验在面积开销、检错率、系统可用性上均优于IBM采用的模15浮点FMA校验设计,面积开销...     

面向内存的混合容错编码动态调节设计

针对内存系统中高强度的容错编码容易造成过大开销的问题,为同时实现容错强度和容错开销的权衡,提出一种低开销的支持混合容错编码的动态调节设计.通过分析发现常见纠错检错编码数据位长与校验位长存在固定的比例关系,提出一种地址映射逻辑电路;当系统存取内存数据及容错强度发生调节时,该方法可保证容错编码中校验信息的存取,实现对内存容错强度调节以及数据与校验信息在内存中分开存储的支持.实验结果表明,文中设计简单,硬件和性能代价小、功耗开销低.     

一种抵抗Montgomery错误攻击的检错算法

针对Montgomery椭圆曲线标量乘算法,通过构建检错点形成规则的检错体制,提出了在错误攻击下有效抵抗Montgomery算法的检错方法。实验分析结果表明此方法的运算复杂度低、时间花销小、漏检率可达到最小,检错有效性相比于传统的检错方法提高了57.1%,能够有效抵抗Montgomery错误攻击。     

程序控制流检测算法优化

暴露在太空辐射环境下的星载计算机,其电子元器件可能因受到高能带电粒子的轰击而造成硬件系统的瞬时故障,所以,需要使用容错技术来提高其可靠性。对一种面向硬件瞬时故障的纯软件控制流检测算法RSCFC(Relationship Signatures for Control Flow Checking)进行了有效的改进,通过对标签S进行分段编码,克服了原算法中存在的待加固程序的基本块总数受机器字长限制的问题,并给出了具体的计算证明。计算结果表明,如果机器字长为64位,那么改进后的算法在设定前提下能单层加固程序的最大基本块数可以超过218。与RSCFC相比,改进后的算法在加固基本块总数比较大的程序时,性能开销明显降低而且检错能力保持不变。     

基于词素的日文分词方法及其在OCR系统中的应用

在基于OCR技术的大规模文档录入系统中,自动检错可以大大降低人工校对成本。在日文OCR系统自动检错中,日文单词因其动词及形容词、形容动词的词尾变化现象使自动分词变得比较困难。本文提出了一种基于词素的日文分词新方法,通过建立以词素为基础单位的分词词库,以最大长度优先词条匹配方法分割出文章中有词尾变化的日文单词,避免了传统日文分词中收录单词各种词尾变化形式造成分词词库过于庞大的问题。实验表明,本文提出的分词方法可以达到99.0%的分词正确率;将该方法运用在OCR检错模块,当系统拒识率(即检错模块中认为可疑的字符在总字符中的比例)控制在1/5时,测试集上漏检率为0.05%,说明了该方法的有效性。     

英语句子朗读发音中的音素自动检错系统

为探索智能语音技术在英语发音学习中的作用,开展了面向中国人朗读英语句子的音素发音自动检错技术研究.首先收集了45个人录制的900句英文朗读发音,并由两位专家对音素发音中的错误进行详细的标注,然后基于语音识别技术建立的句子朗读发音中音素自动检错系统,并针对中国人英语发音时最为常见的错读和漏读两大问题,分别提出音素独立检错阈值和限定音素对齐识别网络的方法,对音素检错系统进行了优化,显著地提高了系统的性能,最终系统的召回率和正确率分别达到49%和52%,接近人工专家间的69%召回率下59%的正确率的性能.     

低开销片上网络容错传输机制

随着工艺的不断进步,片上网络可靠性问题越发严峻。为了平衡性能和功耗,研究者们提出了许多针对链路比特错误的传输机制,提出了一种基于纠错编码和重传方案的传输机制,在此机制中,路由器只提供对包头进行检验的检错器,并重用网络接口中的译码器对整个数据包进行纠错。通过使用轻量级的检错电路减少了硬件和功耗开销,并且保证时延开销与端到端和点到点的纠错方案相同。     

基于GPRS与DSP技术的分布式电能质量监控系统

国内外电力部门和电力用户对电能质量的关心程度与日俱增,在阐述电能质量监测重要性的基础上,本文提出了基于GPRS模块和DSP技术的电能表计量和监控原理。该系统由DSP电能表、通迅终端、无线网络和监控中心四部分组成。采用基于DSP电能表,可降低厂站装置的成本,增加对电压凹陷、短时中断、电压凸起等事件的监测,扩大系统的应用范围,使系统功能更加完善。采用本文提出的电能质量监测系统和技术,能实现对电能质量的永久性监视,能及时记录供电系统的各种干扰,方便地对整个电网的电能质量水平做出综合评价。     

DSP系统程序远程更新的研究与实现

为了解决仿真器现场调试DSP程序所带来的系统的维护成本高和芯片级Bootloader局限性的问题,在研究了DSP系统结构和程序自举原理的基础上,采用模块化设计方法,设计了基于以太网的DSP系统程序远程更新、调试和自加载软硬件系统。设计了硬件电路和网络通信芯片驱动程序,实现了DSP的TCP/IP协议的嵌入。该方法灵活地运用外存地址的重映射特性,使DSP可选择性地加载用户程序,实现新程序的自加载。     

基于DSP控制的变频自动恒压供水系统设计

针对供水企业降低水泵的能耗和维护成本，设计了一种基于DSP变频自动恒压供水系统。采用TMS320F240 DSP和一台160kW大功率变频器控制三台大功率水泵电机实现对某水厂的变频自动恒压供水控制；详细分析了其硬件组成和DSP编程原理。实验运行表明，此系统运行稳定可靠、稳压精度高、节能效果明显，具有很好的经济效益。     

基于DSP的多电机控制系统

文章介绍了一种基于DSP的多电机控制系统的设计,给出了系统主要硬件电路和软件的实现方法。该系统采用1片DSP芯片(TMS320F2812)实现了对2台异步电机的控制,采用SVPWM方法对2台电机进行变频调速,具有高性价比的特点。实验结果表明该设计方案切实可行,具有广泛的应用前景。     

多核DSP的以太网远程程序加载方法

为了解决工业远程控制设备的软件更新带来的成本和效率问题,在研究了以TMS320C6670为核心的DSP系统的结构和程序启动的基础上,提出了基于以太网的DSP程序远程加载方法。该方法主要基于BOOTP协议的广播和以太网UDP协议实现。实践表明,该加载技术灵活可靠,为远程控制系统的调试和更新提供了便利。     

基于1553B和外部FLASH实现星上FPGA配置

太阳辐射监测仪作为某卫星载荷之一,其控制系统主要由DSP+FPGA组成,文章利用1553B和外部Flash实现了系统上电后自动配置FPGA;首先,利用1553B通讯芯片上传FPGA和DSP代码到外部RAM,并通过DSP烧写程序分别烧写到Flash的合理区域;系统上电后,DSP从Flash 0x0地址运行,初始化后运行FPGA配置程序,实现FPGA的动态配置;避免了FPGA跑飞后需要重新上电和归零,提高了系统的可靠性;省去了FPGA专用配置EPROM芯片,简化结构,降低了系统成本;实践证明,FPGA加载时间约2分钟,可定时加载或命令控制加载,该方法简单实用,适合星上载荷使用。     

基于DSP的实时语音检测的设计与实现

提出了一种基于DSP的实时语音检测的方法,通过设置中断服务程序实现DSP与DMA的并行处理,采用双缓冲加一缓冲的方法保持语音连续性,利用短时能量状态转换图的方法对语音进行检测及存储,最后利用自制控制板实现程序控制和状态显示。实验结果表明,检测的语音数据和标注的语音数据相比较平均正确率可达94.98%,有效地实现了语音的实时处理。     

多DSP的混合模式自举系统

自举系统在并行系统研发中占有重要地位.在分析和比较单DSP自举原理的基础上,设计并实现了一种应用在多处理器平台的混合模式自举系统.该系统采用嵌套架构结合EPROM和链路口这两种加载模式,成功实现了单Flash芯片引导多处理器问的不同应用程序.与单一模式的EPROM自举系统相比,降低开发成本.减少功耗,提高了系统的可靠性和扩展性,为多DSP的大规模集成提供了广阔的应用前景.     

基于DSP的指纹识别系统硬件平台设计

目前传统指纹识别平台通用CPU实现识别算法 ,此类平台在功耗和可移动性方面已不能满足市场需要。随着标准CMOS工艺制造 ,并且集成SPI,USB ,并行数据接口的指纹传感芯片的出现 ,以及DSP芯片在图像处理领域的广泛应用 ,采用基于DSP指纹识别系统结构是今后指纹识别技术的发展方向。文章详细介绍了如何搭建基于DSP的指纹识别系统的硬件平台。针对嵌入式系统的特点 ,重点讨论了传感器的控制方法和指纹图像的读取 ,分析了DSP的性能优点。最后讨论了最佳指纹图像的获取方法。该系统灵活性强 ,除了为进一步实现指纹识别软件提供了功能强大的硬件基础外 ,对研究和开发速度快、性价比高、识别率高的嵌入式指纹识别平台有着很大的参考价值     

一种新型的嵌入式语音识别机器人系统

本文探讨和研究了一种新型的基于嵌入式系统以及DSP的语音识别工业机器人系统。系统采用嵌入式 DSP的方案使机器人的性能、成本、可配置性和可扩展性达到一个更佳的平衡点,同时在语音识别方面采用了改进的MFCC方法进行语音特征提取以及采用基于K均值分段的HMM模型进行实时语音学习与识别使算法的实时性和可移植性提高。