基于CPCI的动态可重构数据采集系统

本文基于CPCI和SOPC技术,提出了动态可重构数据采集系统的设计思想,详细描述了系统可重构软硬件的实现,开发了基于CPCI的动态可重构采集系统,指出了动态可重构采集系统的应用前景.     

嵌入式单片自重构平台体系结构的实现

讨论了在Xilinx开发平台上利用FPGA动态重构技术实现自重构系统的方法以及流程。系统中包含静态和动态两种模块,采用Xilinx的基于模块的动态重构设计方法实现。静态模块和动态模块通过一个称为总线宏的结构通信,由嵌入式硬核处理器PPC405控制Xilinx的内部访问接口(ICAP)完成重构。实验表明采用自重构技术可以在单片FPGA上实现复杂的可重构系统。     

基于FPGA的动态重构系统重构过程研究

有效融合了专用集成系统(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)与通用目的处理器(General Purpose Processor,GPP)优势的动态可重构系统,以其良好的灵活性、可重构性以及优异的计算性能,逐步应用于从嵌入式系统到高性能计算的许多领域。针对动态可重构系统的重构过程控制进行了研究,详细分析了动态重构过程中的一些潜在问题。针对重构过程中重构模块与固定模块之间的耦合问题和数据交互问题,提出了一种新的动态重构过程通信控制机制。该机制将重构过程划分为重构前、重构中和重构后3个阶段,并在各个阶段对数据交互和通道隔离进行了有效控制。实验验证表明,该机制能够有效保证动态重构过程的正确性。     

动态可重构系统的通信结构研究

动态可重构技术能在一定控制逻辑的驱动下,对全部或部分逻辑资源实现在系统的动态功能变换和硬件的时分复用.本文介绍了可重构体系结构及典型动态可重构结构;详细分析、比较了动态可重构系统4种通信结构的主要性能,指出各自适用领域,并给出一个应用实例;最后探讨了动态可重构技术研究面临的相关问题和发展趋势.     

基于遗传算法的可重构系统软硬件划分

在考虑动态部分重构及重构延时等特征的基础上,采用遗传算法及其与爬山算法的融合实现可重构系统软硬件任务的划分,并采用动态优先级调度算法进行划分结果的评价。实验表明,在可重构系统的资源约束等条件下,算法能够有效地实现应用任务图到可重构系统的时空映射。     

基于动态可重构技术的装备测试系统研究

当前国内自动测试系统存在实时性差、测试资源冗余、成本高等问题,针对以上问题,提出了基于FPGA部分动态重构技术的自动测试系统,该系统基于FPGA动态可重构技术并结合嵌入式操作系统实现测试资源的动态管理,并开发了用于测试过程的硬件自动测试任务编程模型,提出了一种用于重构任务加载的ICAP控制器;该系统实现测试过程的并发执行,从而增强自动测试系统测试的实时性,进而提高测试的准确性与覆盖性。在验证试验中,将动态重构测试系统应用于自动测试实例中,试验结果表明硬件重构测试任务加载正常,各测试资源功能执行正确     

可重构安全系统建模与配置生成方法研究

以安全重构元为基础,能够提供高灵活性、适应性和可扩展性安全服务的可重构安全计算系统已成为当前安全研究领域的热点问题.目前,关于重构机理的研究主要采取基于功能候选集的静态重构配置生成方法,可重构安全系统作为一种主动安全防御手段,应具有动态自动重构的能力,避免人工介入导致的脆弱性.针对动态自动可重构安全系统的建模以及配置生成过程的描述问题,提出了一种基于直觉主义逻辑扩展的动态自动可重构安全系统逻辑模型SSPE,给出了逻辑模型SSPE上的语法和推理规则,设计了基于SSPE的等级化安全重构元和安全需求建模和表达方法,并给出了基于映射关系的安全重构元描述向逻辑语言的转换规则.最后,以IPSec协议为例,阐述了可重构安全系统重构配置的动态自动推理生成过程.基于直觉主义逻辑的可重构安全系统建模和配置生成方法,为研究可重构安全系统的重构机理提供了新的思路和方法,具有重要的意义.     

可重构片上系统设计流程中的动态重构问题研究

近年来,可重构片上系统已成为科学研究及嵌入式应用领域中应对复杂计算需求的有效技术解决方案.针对目前缺少一个从系统级设计到应用实现,统一、综合规划动态重构问题的系统设计流程,以及动态重构过程对系统设计人员不透明等问题,在系统设计层给出了一种过程级软硬件统一编程模型.在此框架内,设计人员通过调用已根据应用特性进行优化的软硬件协同函数,即可利用高级语言完成系统功能描述;在细节设计层提出了基于单位面积加速比的软硬件任务调度算法,实时管理动态可重构资源;在应用实现层,以可重构专用图形加速卡为原型系统,论述动态可重构系统实现中的关键技术.实验及测试结果验证了通过将动态重构问题置于整个系统设计流程中予以考虑,能够达到提升系统开发效率之目的.     

基于权重可变免疫算法的动态可重构任务划分

基于FFGA的动态可重构系统能够在系统运行期间通过动态调整硬件资源来适应应用问题,从而满足嵌入式系统对性能、灵活性和成本越来越严格的要求.系统可动态加载配置文件的特点给系统软硬件任务的划分带来了新的问题.在充分考虑动态可重构系统特点的基础上,通过动态改变目标函数权重系数来适应可重构的变化,并运用于免疫算法对系统软硬件任务进行划分.实验结果表明,提出的划分方法除了能更贴近实际的系统外还具有较高的性能.     

FPGA动态可重构理论及其研究进展

近年来,随着微电子技术和计算机技术的发展,尤其是大规模现场可编程门阵列FPGA的出现,实时电路重构技术逐渐成为国际学术界的研究热点;基于FPGA的重构系统具有自适应、自主修复特性,在空间应用中具有非常重要的作用;文章介绍了基于FP-GA动态可重构技术的原理、分类,重点讨论了动态可重构的实现方法及两种技术,并给出了系统重构设计的流程,同时,介绍了基于FPGA动态可重构技术已取得的成功应用,最后展望了FPGA动态可重构技术的发展前景,并指出了有待解决的问题.     

基于RMC的可重构制造系统设备布局优化研究*

为实现多品种变批量生产制造系统阵列式布局的动态重构,提出一种新的设备布局优化方法.建立了可重构制造系统(RMS)设备优化选择数学模型,设计了基于蚁群优化和阶序聚类算法的可重构制造单元(RMC)动态重构算法.以交货期内最小成本为目标,引入系统复杂度和系统响应度从系统能力角度完善了实现RMS重构的约束条件,最终完成了可重构制造系统设备布局优化.最后通过布局实例仿真验证该方法的可行性和有效性.     

多核处理器可重构Cache功耗计算方法的研究

多核动态可重构Cache是解决Cache功耗困扰的一个重要方法。现有Cache功耗模拟器并不能很好地支持多核动态可重构Cache功耗研究,通过对多核动态可重构Cache的功耗模型进行研究,找到了计算可重构Cache的方法和思路,应用CACTI来分别构建各个组成结构的Cache功耗模型,以较为准确地测算可重构Cache的功耗。在Simics模拟器下构建动态可重构Cache,运行测试程序,对比传统的体系结构,可重构Cache的功耗能够得到10.4%的降低。同时,实验中发现功耗的降低不仅仅是动态可重构Cache贡献的,而是由系统综合产生的,因此在低功耗设计中,要综合考虑整体系统的功耗和性能,避免片面地考虑Cache结构而导致整体功耗的提高。     

动态可重构技术在嵌入式计算机中的应用

在降低嵌入式计算机功耗、体积方面,动态可重构技术具有积极的作用。在计算机硬件设备的运行过程中,动态可重构技术可根据计算任务的不同实现不同的功能,使系统软硬件资源得到充分利用。该文对动态可重构技术进行分析,并探讨动态可重构技术在嵌入式计算机中的应用,为嵌入式计算机的发展提供参考。     

动态可重构技术在嵌入式计算机中的应用

在降低嵌入式计算机功耗、体积方面,动态可重构技术具有积极的作用。在计算机硬件设备的运行过程中,动态可重构技术可根据计算任务的不同实现不同的功能,使系统软硬件资源得到充分利用。该文对动态可重构技术进行分析,并探讨动态可重构技术在嵌入式计算机中的应用,为嵌入式计算机的发展提供参考。     

基于三角形MPU结构的动态重构SoC

SoC是嵌入式系统应用开发的高端代表。SoC的研究主要在设计和结构方面展开,其中SoC的重构是一个热点,而动态重构则是新的研究领域。本文提出了一种多MPU核的SoC动态重构的概念-基于三角形MPU结构的动态重构SoC。三角形结构是一种稳定结构,基于三角形的MPU形成监、运、备三个支撑点,构造了SoC动态重构的稳定结构。文中还阐述了一种三角形MPU结构SoC的动态重构方案。     

可重构资源管理及硬件任务布局的算法研究

可重构系统具有微处理器的灵活性和接近于ASIC的计算速度,可重构硬件的动态部分重构能力能够实现计算和重构操作的重叠,使系统能够动态地改变运行任务,可重构资源管理和硬件任务布局方法是提高可重构系统性能的关键.提出了基于任务上边界计算最大空闲矩形的算法(TT-KAMER),能够有效地管理系统的空闲可重构资源;在此基础上使用FF和启发式BF算法进行硬件任务的布局.实验表明,算法能够有效地实现在线资源分配与任务布局,获得较高的资源利用率.     

可重构系统的调度算法研究

根据重构系统的需要,提出了一种适合动态可重构系统的混合调度映射算法。采用图分割理论的方式对任务进行描述,并建立了动态可重构模式。该算法是一种在可重构硬件平台上多核应用的混合调度映射算法,即将每一个应用程序看作一个程序核,利用程序核之间的相关信息,尽可能减少可重构造成的系统时间开销。实验结果证明,所提出的算法能够有效地完成图分割到可重构系统的时空映射,与其他算法相比性能较高。     

可重构RFID信息采集系统设计与实现

设计并实现了一种可重构RFID信息采集系统.该系统建立在软件总线之上,各部件可以灵活地实现加入、替换或移除.通过系统配置表可以对系统结构进行动态改变.使用总控制器可以及时响应用户的暂时性和周期性重构需求.该系统可以动态地对系统进行重构,适应各种标准和用户需求的变化.     

一种基于赋时Petri网和ZBDD的装配序列规划方法

机载航空电子系统设计采用综合化系统体系结构,可实现计算系统及其计算资源和计算设施的"物理集成";以及机载嵌入式软件系统的"功能集成";提供对系统计算功能的动态配置管理和实时动态冗余,以期得到较高的计算性能和保障系统的高可靠性。基于软件系统架构的层次关系研究了复杂嵌入式计算任务的运行模态表示方法,分析了嵌入式软件系统任务模态的迁移关系,提出了基于AADL软件体系结构的嵌入式软件模态划分方法,制定了系统动态重构蓝图,并设计了基于模态的嵌入式软件动态重构实施方法。基于软件架构的模态分析及其动态重构,有助于提高复杂嵌入式软件系统的可靠性、安全性和重用性。     

不确定非线性系统的神经网络智能重构控制

针对一类不确定非线性动态系统,提出了一种基于神经网络动态补偿的鲁棒模型跟随重构控制策略.该方法吸取了线性模型跟随方法的基本思想,通过引入神经网络在线补偿控制器,以克服系统由故障引起的未建模非线性动态的影响,从而提高模型跟随重构控制的动态性能和稳态精度;并且当系统存在模型不确定性时,其输出仍能精确地跟踪理想模型的输出.文中还给出了特定假设条件下闭环重构控制系统稳定性的严格证明.理论分析和仿真研究表明,所提的方法是有效的并可保证闭环系统具有良好的重构性能.