HT-7托卡马克上实时EFIT程序的数据采集实现

等离子体位形控制是HT-7托卡马克中的重要控制任务,其中等离子位形的重建是由实时平衡反演程序EFIT计算得来;为获得EFIT程序需要的等离子体诊断参数,介绍一种基于CompactPCI总线的数据采集实现方法,详细描述了采用该总线采集卡ACQ196的采集系统的硬件结构和软件原理;实验结果表明,该套系统高速、实时、高精度、同步地完成了等离子诊断数据的采集任务,为精确的等离子位行获得和控制提供良好的基础。     

EAST超导托卡马克等离子体位形平衡和反演算法

等离子体位形平衡和反演算法是EAST超导托卡马克控制系统的基础和重要组成部分。文中介绍了应用于托卡马克装置上的EFIT算法的物理含义;提出了EAST版EFIT算法开发移植的总体计划和主要流程结构,简要介绍了格林函数、平衡和反演核心子函数的构成;介绍了移植开发遇到的3类主要问题和解决方案。分析比较了算法产生的格林函数和等离子体特征参数的数据。     

基于Matlab的地表温度反演可视化系统

陆地表面温度(LST)是区域和全球尺度上陆地表面物理过程的一个关键参数,它综合了地表和大气相互作用以及能量交换的结果,研究地表温度对全球能量平衡的研究有着重要的意义.在项目已采用的昼/夜法和遗传算法基础上,利用Matlab强大的科学运算能力和高质量的图形用户界面设计能力,设计开发了地表温度反演可视化系统.系统主要由文件、反演地表温度、反演地表组分温度和帮助四大功能模块组成,实现了大气校正、温度反演和图像显示的一体化,提高了单纯利用文件读取进行温度反演的效率和可视化程度.最后选取温带半干旱地区的河北省怀来县Terra、Aqua卫星上的MODIS数据为例,通过系统完成了温度反演的全过程,验证了反演系统的可行性.     

基于并行计算的气溶胶定量遥感反演模型实现

为了加快气溶胶光学厚度(AOD)反演计算速度,基于SYNTAM串行算法,提出了循环分块划分和聚合通信的策略,利用消息传递模型,在中国气象局的IBM Cluster 1600高性能计算机系统上,并行实现了从MODIS双星(TERRA和AQUA)卫星数据反演AOD。试验结果表明该方法大大减少了计算时间,与地面太阳光度计实测AOD数据进行对比验证,发现所有站点处的AOD反演相对误差小于22%,表明这种并行方法可以满足高精度监测空气质量要求。     

能耗并行加速比:高性能计算系统综合性能的有效度量

随着并行系统规模的扩大,高性能计算系统运行时消耗的能耗也在急剧增长,过高的能耗也给系统的可靠性、稳定性等方面带来严峻挑战。在这种情形下,能耗问题受到了前所未有的关注。因此,设计和研究高性能计算系统,需要在考虑高计算性能的同时兼顾系统低能耗的要求,这为高性能计算系统的度量模型提出了新的挑战。于是,大规模并行系统逐渐从"高性能"走向"高效能"的衡量标准。基于此,本文采用加速比度量指标,从系统可扩展角度将计算性能和能量消耗要素进行综合,提出了一种度量高性能计算系统综合性能的能耗并行加速比模型。该模型能够直观地反映并行计算系统的效能,旨在指导系统设计和应用研究。最后,通过对该模型的分析和模拟,验证了模型的有效性。     

制造行业CAE对高性能计算平台的选择

高性能计算(HPC)正逐步进入制造行业,承担诸多关键的计算任务.该领域中用户主要分成两类,一类是实际制造企业,如汽车设计制造厂商、航空工业企业、电力企业及消费产品生产商等.这一类用户通过高性能计算技术来提高产品的性能,降低成本,同时缩短产品的设计、生产周期,以使企业在市场上更具竞争力.     

一种自主设计的面向E级高性能计算的异构融合加速器

高性能计算(high performance computing,HPC)是推动科学技术发展的基础性领域之一,当前,作为超级计算机系统"下一个明珠"的E级高性能计算时代已经来临.面向E级高性能计算的加速器领域成为了全球高端芯片的竞技场.国际上,AMD、英伟达和英特尔公司已经占据这一领域多年.作为国内最早开始自主处理器设计的优势单位之一,国防科技大学一直以来都是高性能加速器领域强有力的竞争者.主要对国防科技大学自主设计的面向E级高性能计算的加速器芯片进行介绍,该芯片采用了CPU+GPDSP的异构融合架构,具备高性能、高效能和高可编程性的特点,有望成为新一代E级超算系统的核心计算芯片.     

航天领域高性能并行计算研究进展

航天领域的大规模科学与工程问题的数值模拟既依赖于高性能并行计算的支撑,同时也是高性能并行计算发展的动力。综述了航天领域高性能并行计算的研究进展,对高性能并行计算环境进行简单介绍,对相关研究领域包括气动力、气动热、化学非平衡、结构强度、热防护、蒙特卡罗方法和湍流研究等进行分类和详细阐述;总结了航天领域高性能并行计算存在科学计算高并行效率和工程计算低实用价值、并行应用的多样性和缺少科学的并行方法的矛盾,并指出了进一步研究方向。     

面向云服务的高性能计算柔性服务平台

随着云计算的深入应用,为用户提供高质量的远程高性能云服务成为当前研究的热点。文章提出了面向云服务的高性能计算柔性服务平台,该平台通过虚拟化技术、图形化和面向对象的技术等,设计和实现了全新的高性能计算环境,具有工具整合程度高、用户界面友好等特点,可为远程云服务提供必要支持。     

基于分布对象的高性能计算技术的探讨

近几年来,分布对象技术引起了一些从事高性能计算技术研究者的注意,他们试图利用分布对象技术的封装。易于扩展和复用的特性,构造易用的、可复用的高性能计算系统。分布对象结构可分为构件框架层、分布结构层和进程通信层。针对这三个层次,将基于分布对象的高性能计算研究分为三类并分别进行了综述和分析。最后简单介绍所实现的一个分布对象的高性能计算框架ＨＰＣＡ。     

基于ARM Cortex-M3的声磁商品电子防盗系统设计

针对普通EAS系统存在抗干扰性能差、检测灵敏度低、检测范围小、误报率高等缺点,设计了一种基于ARM Cortex-M3的声磁EAS系统。本文介绍了声磁EAS系统的工作原理和硬件结构框图,分析了声磁标签信号在时域和频域上的特征,提出了FFT信号频谱分析、信号互相关、最小二乘法拟合直线求取斜率、计算信号峰值数及峰值方差运算等多种检测声磁标签信号的算法,并详细描述了系统软件算法的设计。实验验证,本系统具有抗干扰性能强、检测灵敏度高、检测范围宽、误报率低等特点。     

Approximate computing of two-variable numeric functions using multiplier-less gradients

Approximate computing of non-trivial numeric functions is a well-known design technique and, therefore, used in several different application areas. Its main idea is the relaxation of conventional correctness constraints to achieve high performance results in terms of throughput and/or energy consumption. In this paper we propose an automated approximate design method for the fast hardware generation of two-dimensional numeric functions. By using multiplier-less gradients in combination with an advanced non-uniform segmentation scheme, high hardware performance is achieved. To qualify our approach, exhaustive evaluation is carried out, considering six different two-variable numeric functions. In a first step, a global complexity estimation is performed with varying design constraints on the algorithmic level. Out of this, most suitable candidates are selected for logic and physical CMOS synthesis. The results are compared to actual references highlighting our work as a powerful approach for the hardware-based calculation of two-variable numeric functions, especially in terms of throughput and energy consumption.     

基于材料非线性的海洋柔性立管防弯器有限元分析

建立海洋柔性立管防弯器三维有限元模型,研究聚氨酯材料非线性对防弯器弯曲性能的影响．通过算例对比不同材料属性的计算结果,发现不考虑材料非线性的计算结果与理论分析结果吻合较好．试验结果表明考虑防弯器材料非线性的立管最大曲率比不考虑材料非线性的小10％．因此,在防弯器详细分析时很有必要考虑材料非线性．     

基于曲线拟合的手形生物特征认证新算法

针对手形的特点和现有手形认证方法的不足，提出了一种基于曲线拟合的手形生物特征认证新算法．该算法使用手指轮廓拟合曲线的系数作为手形的特征，使用曲线距离函数进行匹配认证，进一步导出基于曲线系数进行求解的简化方法．实验表明，该算法的认证错误接收率和错误拒绝率之和达到1％以下；与现有的手形认证方法相比，该算法在认证的准确率、鲁棒性和运算量方面具有良好的综合性能．     

近似保积形式的参数曲线拟合

在计算机辅助设计中,要经常处理带有面积约束的参数曲线的拟合问题。但是在实际应用中,对于面积的计算除了少数简单的情况外,一般都采用传统的多项式函数插值方法实现数值解。利用数值积分这一方法,给出了一种近似保积形式的n次参数曲线拟合方法,该方法可以插值拟合于2n个点,并且在小的闭区间上具有局部光顺性质;最后的数值实验表明这种方法行之有效,具有误差小等优点。     

可穿戴下肢外骨骼足底压力检测系统设计与研究

可穿戴下肢外骨骼能够柔性跟随人体运动的前提是足底压力检测数据符合人体步态特征,因此研究外骨骼足底压力检测系统具有重要意义。针对现有穿戴式下肢外骨骼系统压力传感器输入输出存在非线性误差,不能准确检测足底压力变化的缺点,选择电阻式压力传感器,通过理论计算确定曲线拟合方法可行性,并将曲线拟合方法引入足底压力检测系统设计中。研究结果表明,该方式采集数据特征明显,曲线拟合的系统线性度较小,可靠性高,适用足底压力检测系统。     

FLASH电子盘硬件设计

本文详细地介绍了ＦＬＡＳＨ ＭＥＭＯＲＹ芯片的特性和使用方法,提出了一种采用ＦＬＡＳＨ ＭＥＭＯＲＹ芯片来构成存储器系统的设计方案,由于本系统利用ＦＬＡＳＨ ＭＥＭＯＲＹ芯片的可能在线编程,快读／写,在掉电情况下的非易失性等许多优异的特点和采用较少的元器件,所以与一般的磁盘存储器相比,它具有结构简单,速度快,低功耗,抗震动等优点,也比一般的电子盘的容量大很多。     

高精度热电偶测温电路设计与分析

在工业现场影响热电偶测温精度的因素是多方面的,除热电偶本身误差外,主要是输入通道误差、冷端补偿误差和分度表非线性校正误差;围绕以上3个主要因素,设计了一种可应用于复杂工业环境的高精度热电偶温度测量电路,结合设计方案针对于前两种因素在深入分析误差内在机理基础上给出误差计算公式;针对非线性校正误差提出一种等精度最小二乘拟合校正算法,使用该算法可根据校正精度要求,将测温范围自动划分等精度区间与传统插值法相比,在不增加计算量的前提下大大提高了校正精度;提出的误差计算公式和非线性校正方法,对于高精度热电偶测温电路的设计具有适用性和重要的指导性,经实际应用验证设计方法满足了复杂工业环境下高精度的测温要求。     

产品性能计算系统集成框架及关键技术

产品设计中性能计算占重要的地位,目前其各种性能计算系统集成成为关键,以履带车辆性能计算系统集成为例,给出其实现集成框架与关键技术。采用WebServices技术实现基于Web服务的性能计算集成系统。主要包括:服务端集成了不同语言实现的异构的性能计算软件,设计人员通过浏览器调用服务器端的性能计算服务程序。利用SOAP协议进行服务请求和传递计算结果,采用WSDL描述服务。软件应用结果表明该系统是有效的。     

基于GF(2n)的ECC乘法逆元的快速实现

设计了一种串并结合结构的乘法器，在此基础上给出求乘法逆元的硬件实现结构，并通过实验给出面积与速度的比较分析。结果表明，该算法的效率很高，适于FPGA实现。