基于RISC-V处理器的卷积加速SoC系统设计

为提高卷积神经网络（CNN）的计算效率和能效,以8 bit定点数据作为输入,设计一个支持激活、批标准化以及池化等CNN网络中常见计算类型的卷积加速器,优化循环计算顺序并将其与数据复用技术相结合,以提高卷积计算的效率。基于软硬件协同设计思想,构建包含RISC-V处理器和卷积加速器的SoC系统,RISC-V处理器基于开源的指令集标准,可以根据具体的设计需求扩展指令功能。将该SoC系统部署在Xilinx ZCU102开发板上,RISC-V处理器和卷积加速器分别工作在100 MHz和300 MHz频率下,测试结果表明,该加速器的算力达到153.6 GOP/s,运行VGG16网络进行图片推理计算时加速效果较好。     

基于重用信息的非易失性缓存动态旁路策略

非易失性存储器具有能耗低、可扩展性强和存储密度大等优势,可替代传统静态随机存取存储器作为片上缓存,但其写操作的能耗及延迟较高,在大规模应用前需优化写性能。提出一种基于缓存块重用信息的动态旁路策略,用于优化非易失性存储器的缓存性能。分析测试程序访问最后一级缓存（LLC）时的重用特征,根据缓存块的重用信息动态预测相应的写操作是否绕过非易失性缓存,利用预测表进行旁路操作完成LLC缺失时的填充,同时采用动态路径选择进行上级缓存写回操作,通过监控模块为旁路的缓存块选择合适的上级缓存,并将重用计数较高的缓存块填充其中以减少LLC写操作次数。实验结果表明,与未采用旁路策略的缓存设计相比,该策略使4核处理器中所有SPLASH-2程序的运行时间平均减少6.6%,缓存能耗平均降低22.5%,有效提高了整体缓存性能。     

融合代码与文档的软件功能特征挖掘方法

在软件复用过程中,简洁清楚的软件功能自然语言描述是帮助复用者快速了解待复用软件项目/代码库的前提和基础.但当前开源软件往往缺乏高质量的软件功能说明文档,使得这一过程变得更加复杂和困难.为此,本文提出了一种融合代码与文档的软件功能特征挖掘方法.该方法以动宾短语的形式描述软件功能特征,通过迭代挖掘软件源代码和以Stack Overflow讨论帖为代表的软件文档,自动提取开源软件的功能特征描述,并构造了层次化的软件功能特征视图.在针对多个开源软件项目的实验中,本文方法可覆盖官方文档中列举的95.38%的软件功能.挖掘结果中语句和功能特征的准确率分别达到了93.78%和92.57%.对比现有工作TaskNav和APITasks,本文方法在平均准确率上分别提升了28.78%和11.56%.     

代码搜索方法研究进展

开源软件的成功推动了软件产业的蓬勃发展,大量代码资源为代码搜索创造了条件.如何通过代码搜索技术找到需求代码成为一个重要问题.为了更好地推进后续研究工作,首先对代码搜索相关概念及研究趋势进行介绍和说明;其次对使用不同技术的代码搜索研究工作进行综述,包括基于信息检索、查询和代码描述增强、程序特征分类以及深度学习等方面,并进一步总结归纳不同方法的优缺点;接下来针对代码搜索技术所应用的多个领域进行介绍,包括程序合成、代码推荐与补全和代码风格改善等方面;最后分析现阶段代码搜索面临的主要问题,为未来该方向的发展提供一定的参考与建议.     

煤层注水促抽瓦斯及其影响因素的数值模拟

为有效预防煤矿瓦斯灾害,获取煤层注水促抽瓦斯的合理参数,以常村煤矿2103工作面为例,依据多相渗流理论,采用Fluent软件的VOF模型及多孔介质模型耦合求解,对煤层注水促抽瓦斯技术及其影响因素进行数值模拟,并将模拟结果应用于现场,对比分析数值模拟与现场实测数据,二者基本吻合.研究结果表明:煤层瓦斯含量以注水孔为中心径向逐步降低,以抽采孔为中心径向逐步升高;注水前抽采阶段,随着抽采时间的增加,抽采范围逐渐增大,抽采孔瓦斯流量先快速下降,后逐步缓慢降低;注水促抽阶段,随着注水时间的增加,注水范围逐渐增大,注水流量逐步降低,煤层瓦斯含量缓慢升高,抽采孔瓦斯流量逐渐增加;注水后抽采阶段,随着抽采时间的增加,压力水覆盖范围持续增大,煤层瓦斯含量逐渐降低,抽采孔瓦斯流量逐渐减小.注水时机、注水时间、注水压力、注水方式、布置方式及钻孔间距是影响煤层注水促抽瓦斯效果的6个主要因素.瓦斯正常抽采20 d后,按照一注一抽方式及5 m间距布置注抽钻孔,在8 MPa煤层注水压力下间歇注水10 d,煤层注水促抽瓦斯效果较好.     

超高压水力割缝强化抽采瓦斯技术研究

水力割缝是一种重要的强化瓦斯抽采增透技术,现已开始在低透气性突出煤层应用。为了进一步考察其实际效果,选取新集二矿1煤组220112工作面底抽巷实施了100 MPa超高压水力割缝试验。试验结果表明:割缝后,瓦斯抽采纯量平均0.77 m3/min,是未割缝钻孔的瓦斯抽采纯量(0.34 m~3/min)的2.26倍;1煤层组瓦斯抽采钻孔抽采30、60天的抽采有效半径为5 m、7.5 m,极限抽采半径为8 m,相比水力冲孔、未割缝钻孔抽采有效半径显著增加,超高压水力割缝强化抽采瓦斯技术具有广泛的应用前景。     

面源污染中磷流失多重影响因素主成分分析

为全面了解对美国中部Illinois州具有浅层排水系统的轮作农业地区的面源污染问题,利用主成分分析方法及多元线性回归,对Little Vermillion River流域磷流失影响因素主成分进行分析.结果表明,磷流失的影响因素基本分为3大主成分:一是生物主成分,包括温度、植被类型、覆盖因子、生物量、散蒸量;二是水力主成分,降雨及流量;三是人为干扰主成分,施肥量及耕作内容.其中水力主成分对流失的影响最大,尤其是对浅层排水中磷流失的影响.     

液烃干燥器改造分析

通过对现有液烃干燥器排液,泄压操作运行状态研究分析,提出可行改造方案,优化液烃干燥器排放,泄压操作,达到液烃干燥器长周期运行,丙烯产品水含量合格,降低生产运行成本,节省能耗。     

生物接触氧化工艺在某高校生活污水处理中的应用

采用生物接触氧化/过滤/消毒工艺处理校园生活污水并回用,处理出水水质可达到《城市污水再生利用城市杂用水水质标准》GB/T18920—2002标准,可回用于校内冲厕、绿化等。该工程投资约140万元,运行费用为0.44元/m3,处理水回用后每年节约水费70多万元,可同时实现环境和经济效益。     

软件流水向量化算法研究

描述了开源高性能编译器Open64及向量化框架,给出了多循环层进行依赖关系分析算法和收益分析方法。结合面向DSP架构的SLP向量化框架,给出了一种应用软件流水的向量化算法。实验结果表明软件流水向量化算法适用于某些计算密集的DSP应用,最高加速比达到14.2。