A variable-precision square root implementation for field programmable gate arrays

Applications requiring variable-precision arithmetic often rely on software implementations because custom hardware is either unavailable or too costly to build. By using the flexibility of the Xilinx XC4010 field programmable gate arrays, we present a hardware implementation of square root that is easily tailored to any desired precision. Our design consists of three types of modules: a control logic module, a data path module to extend the precision in 4-bit increments, and an interface module to span multiple chips. Our data path design avoids the common problem of large fan-out delay in the critical path. Cycle time is independent of precision, and operation latency can be independent of interchip communication delays.Notation S_j square root digit of weight 2^–j - S _j {–1, 0, 1} - S[j] computed square root value as of stepj - S _j ^s sign bit in the representation ofS _j in sign and magnitude form - S _j ^m magnitude bit in the representation ofS _j in sign and magnitude form - w[j] residual at stepj in two's complement carry-save representation - a sum vector in the carry-save representation of 2w[j] - b carry vector in the carry-save representation of 2w[j] - a _i bit of weight 2^–i in the sum vector,a - b_i bit of weight 2^–i in the carry vector,b - T[j]=–S[j – 1]s_j – s _j ² 2^–(j+1) T _i bit of weight 2^–i inT     

可编程数据平面技术综述

在软件定义网络中,可编程数据平面提供的编程能力是网络功能虚拟化的基石。可编程数据平面技术的核心是可编程能力与数据包处理性能。首先从数据平面的可编程性出发,探讨现有数据平面的数据包处理抽象。然后,分别对数据平面实施的目标平台与对应平台上的主要流表算法进行介绍,详细论述现有数据平面技术。最后,探讨了高性能数据平面技术存在的关键挑战。     

Light-Responsive Programmable Shape-Memory Soft Actuator Based on Liquid Crystalline Polymer/Polyurethane Network

Liquid crystalline polymers (LCPs), especially liquid crystalline elastomers (LCEs) can generate ultrahigh shape change amplitude but has lower mechanical strength. Although some attempts have been tried to improve the mechanical performance of LCE, there are still limitations including complicated fabrication and high actuation temperature. Here, a versatile method is reported to fabricate light-driven actuator by covalently cross-linking polyurethane (PU) into LCP networks (PULCN). This new scheme is distinct from the previous interpenetrating network strategy, the hydrogen bonds and covalent bonds are used in this study to improve the miscibility of non-liquid-crystalline PU and LCP materials and enhance the stability of the composite system. This material not only possesses the shape memory properties of PU but shows shape-changing behavior of LCPs. With a shrinkage ratio of 20% at the phase transition temperature, the prepared materials reached a maximum mechanical strength of 20 MPa, higher than conventional LCP. Meanwhile, the resulting film shows diverse and programmable initial shapes by constructing crosslinking density gradient across the thickness of the film. By integration of PULCN with near-infrared light-responsive polydopamine, local and sequential light control is achieved. This study may provide a new route for the fabrication of programmable and mechanically robust light-driven soft actuator.     

基于FPGA的高性能可编程数据平面研究综述

可编程数据平面(PDP)一方面支持网络应用的卸载与加速, 给网络应用带来了革命性的发展机遇; 另一方面支持新协议、新服务的快速实现和部署, 促进了网络创新和演进, 是近年来网络领域的研究热点. FPGA因其通用的计算架构、丰富的片内资源和扩展接口提供了多种可编程数据平面的具体实现, 支持更广范围的应用场景. 同时, FPGA还为探索更通用的可编程数据平面抽象提供了可能. 因此, 基于FPGA的可编程数据平面受到了学术界与产业界的广泛关注. 首先分类别阐述基于FPGA的可编程数据平面(F-PDP)抽象. 接着, 介绍基于F-PDP快速构建网络应用的关键技术的研究进展. 之后, 介绍基于F-PDP的新型可编程网络设备. 此外, 从提升网络性能、构建网络测量框架以及部署网络安全应用这3个方面, 详细梳理近年来基于F-PDP的应用研究成果. 最后, 探讨F-PDP未来可能的研究趋势.     

5G 功放DPD 的FPGA 宽带实现及自动优化

5G 宽带功放数字预失真器(DPD)的FPGA 实现过程中,常遇到数字处理带宽不够和资源有限问题,对 此,文中提出一种基于双路并行数据流的数字预失真带宽扩展方法和基于Zynq Ultrascale+ MPSoC 的自动化模型优化 验证方法,可快速实现对5G 宽带功放线性化方案的优化。使用该并行处理结构的数字预失真器,克服了数字电路最 大时钟频率造成的对FPGA 线性化带宽的限制,使得数字预失真电路在每个时钟周期内可以处理更多的数据,不仅有 效地增加了数字处理带宽,而且降低了DPD 的功耗。然而,这种带宽增加以消耗更多硬件资源为代价,对此,文中同时 提出了对预失真非线性模型的在线自动优化方法,以简化非线性模型、降低DPD 的硬件资源开销。最后,在Zynq Ultrascale+ FPGA 实验平台上实现了具有两路并行数据处理的I-MSA 自优化数字预失真电路,采用100 MHz 的5G 新无 线电(NR)信号在2. 6 GHz 功率放大器上进行线性化实验验证,获得了满意的预失真性能,验证了所提方法的有效性。     

中高温光谱选择性吸收涂层的研究进展

太阳能是极其丰富的可再生能源,近年来,研究人员不断努力开发高吸收低发射、耐高温、持久耐候的高性能光谱选择性吸收涂层。本文主要介绍国内外科研工作者在中温和高温光谱选择性吸收涂层方面的研究工作和最新成果,并对其高温热稳定性及失效机理进行了探讨。     

太阳光自动跟踪装置的研发

设计制作一种以三菱FX2N-48可编程控制器作为控制核心,以维纶触摸屏作为界面控制的全天候太阳光自动跟踪装置.介绍了太阳光自动跟踪装置的总体设计方案、结构特点、工作过程及节能应用前景,建立了太阳光坐标模型,设计了系统的机械传动机构;阐述了控制系统的有关检测控制方式,给出了系统硬件的光电检测电路、PLC控制电路、键盘与显...     

μC/OS-Ⅱ实时操作系统中时间管理的改进

通过介绍μC/OS-Ⅱ实时操作系统中的时间管理功能,分析了系统中任务延时的优缺点.研究了一种基于硬件的延时机制,以提高系统的运行速度与实时性.在C8051F120单片机上进行测试,经实验得出此方法可以提高系统的实时性,减少系统的额外开销.     

水下传感器网络节点定位信号设计

提出一种对于水下传感器网络节点位置信息进行码分多址的编码方式。介绍了码分多址编码的基本思想,用复杂可编程逻辑器件(CPLD)实现分频电路,m序列与正弦波产生电路,以及ASK调制电路。给出了整个程序设计的流程图。实验证明:电路设计简单,工作稳定,多个节点的位置信息能够简单有效的传输。     

嵌入式系统的课程实验研究

分析现有高低端嵌入式系统实验板的问题和不足,针对本科生"嵌入式系统"实验教学的实际需求,提出实验所应遵循的设计指导思想,并阐述了一种新电路设计,较好地解决了现有系统的问题。最后介绍其应用至"可编程逻辑器件"课程实验的效果。