基于数据预取的多核处理器末级缓存优化方法

末级缓存的性能已成为影响多核处理器整体性能的关键因素.基于多核处理器在处理并行程序时各处理器核访存行为的相似性,提出一种降低访存缺失率的数据预取方法.首先记录各处理器核的访存缺失历史;然后通过分析历史信息预测各处理器核之间末级缓存缺失的关联关系,采用数据预取的方式,在处理器核出现读缺失之前为其末级缓存提供数据块.实验结果表明,对于4核和16核处理器系统,该方法可以分别降低末级缓存缺失率9.8％和18.4％,提高性能4.0％与12.4％.     

CRYSTAL-KYBER硬件设计优化空间探索

公钥密码学对全球数字信息系统的安全起着至关重要的作用。然而,随着量子计算机研究的发展和Shor算法等的出现,公钥密码学的安全性受到了潜在的极大的威胁。因此,能够抵抗量子计算机攻击的密码算法开始受到密码学界的关注,美国国家标准与技术研究院(National Institute of Standards and Technology,NIST)发起了后量子密码(Post-quantum cryptography,PQC)算法标准全球征集竞赛。在参选的算法中,基于格的算法在安全性、公钥私钥尺寸和运算速度中达到了较好的权衡,因此是最有潜力的后量子加密算法体制。而CRYSTALS-KYBER作为基于格的密钥封装算法(Key encapsulation mechanism,KEM),通过了该全球征集竞赛的三轮遴选。对于后量子密码算法,算法的硬件实现效率是一个重要评价指标。因此,本文使用高层次综合工具(High-level synthesis,HLS),针对CRYSTALS-KYBER的三个主模块(密钥生成,密钥封装和密钥解封装),在不同参数集下探索了硬件设计的实现和优化空间。作为一种快速便捷的电路设计方法,HLS可以用来对不同算法的硬件实现进行高效和便捷的探索。本文利用该工具,对CRYSTALS-KYBER的软件代码进行了分析,并尝试不同的组合策略来优化HLS硬件实现结果,并最终获得了最优化的电路结构。同时,本文编写了tcl-perl协同脚本,以自动化地搜索最优优化策略,获得最优电路结构。实验结果表明,适度优化循环和时序约束可以大大提高HLS综合得到的KYBER电路性能。与已有的软件实现相比,本文具有明显的性能优势。与HLS实现工作相比,本文对Kyber-512的优化使得封装算法的性能提高了75%,解封装算法的性能提高了55.1%。与基准数据相比,密钥生成算法的性能提高了44.2%。对于CRYSTALS-KYBER的另外两个参数集(Kyber-768和Kyber-1024),本文也获得了类似的优化效果。     

热量敏感的众核芯片多播并行测试方法

为了解决芯片测试过程中功耗密度大造成的局部过热(简称"热斑")问题,提出一种热量敏感的多播并行测试方法.对众核芯片采用多播并行测试时面临的"热斑"问题进行分析,提出一种无"热斑"的多播测试路径生成算法;在温度容限内对生成的多条单类同构芯核多播测试路径进行并行优化,形成无"热斑"的快速并行测试方案,同时缩短了测试时间.实验结果表明,采用文中方法能够有效地避免多播并行测试时的"热斑",并使测试时间缩短近45%.     

组合逻辑中瞬时错误传播的频域分析方法

提出一种新颖的频率分析方法来计算瞬时错误在组合逻辑电路中的传播．通过对输入信号进行傅里叶变换,分析组合逻辑电路的频率特性,并通过频域计算方法得到组合逻辑电路的输出．为了解决组合逻辑电路有时会工作在信号非线性区的问题,提出一种数学模型来精确描述瞬时错误在组合逻辑电路中传播过程．实验结果表明,该方法能保证在93％的平均精确度（和HSPICE相比）前提下,大幅提高评估速度．     

High level synthesis for loop-based BIST

Area and test time are two major overheads encountered during data path high level synthesis for BIST.This paper presents an approach to behavioral synthesis for loop-based BIST.y taking into account the requirements of the BIST scheme during behavioral synthesis processes,an area optimal BIST solution can be obtained.This approach is based on the use of test resources reusability that results in a fewer number of registers being modified to be test registers.This is achieved by incorporating self-testability constraints during register assignment operations.Experimental results on benchmarks are presented to demonstrate the effectiveness of the approach.     

SCANGIN:一种降低扫描测试中动态功耗的方法

通过调整扫描链上扫描单元顺序与逻辑门插入相结合，以减少扫描移入阶段扫描链上不必要的状态跳变，从而达到降低测试中电路动态功耗的目的．在ISCAS’89基准电路上进行的实验表明，该方法最多能将扫描移入阶段峰值功耗降低94．5％，平均功耗降低93．8％，而面积开销可以忽略不计．     

覆盖状态内部分枝的测试向量生成

提出一种能兼顾状态内部分杜的状态覆盖方法．在状态内部分枝树的终端结点处添加状态转换语句，将原先的单个转换分成多个转换分枝；从而实现对原先的状态转换进行扩展，使得用传统的状态测试方法就能够覆盖到状态内部的分枝．为了准确描述该过程，文中给出了分枝扩展的形式化方法．在此基础上，给出一个测试向量生成算法：遍历状态转换有向图；依状态间转换条件生成测试向量；依遍历顺序收集测试向量．通过对ITC99-benchmark中时序电路的试验表明，本文方法是有效的．     

一个无线传感网络时间同步模拟器

Time synchronization is a critical middleware service of wireless sensor networks. Researchers have already proposed some time synchronization algorithms. However, due to the demands for various synchronization precision, existing time synchronization algorithms often need to be adapted. So it is necessary to evaluate these adapted algorithms before use. Software simulation is a valid and quick way to do it. In this paper, we present a time synchronization simulator, Simsync, for wireless sensor networks. We decompose the packet delay into 6 delay components and model them separately. The frequency of crystal oscillator is modeled as Gaussian. To testify its effectiveness, we simulate the reference broadcast synchronization algorithm (RBS) and the timing-sync synchronization algorithm (TPSN) on Simsync. Simulated results are also presented and analyzed.