32位嵌入式CISC微处理器设计

LongtiumC2微处理器是西北工业大学自主产权设计的嵌入式32位CISC微处理器,与Intel 486DX2完全兼容,工作频率133MHz,规模约100万门,功耗小于1W.在微体系结构方面,提出硬连线和微程序相结合的控制通路设计方案,增强了处理器的灵活性和扩展能力.在流水线方面,为了实现精确中断,提出了基于微操作的指令指针跟踪方案,不但可以精确地保存中断现场,而且省去了等待指令边界的时间,实现了中断的快速响应.为了实现Longti-umC2的低功耗特性,提出了译码控制核心的低功耗设计方案,使译码器和微内核的功耗分别下降26%和19%.最后,为了快速、完备、有效地对LongtiumC2进行功能验证,提出了一种微处理器的系统级验证策略,使用虚拟系统和FPGA来同时搭建系统级验证平台,并采用Vera进行基于功能点的覆盖率验证,提高了验证工作的效率和置信度.     

存储器行缓冲区命中预测研究

存储系统已经成为提高计算机系统性能的一个瓶颈.现利用DRAM存储器的访问特性来减少存储器访问操作的平均延迟.首先对存储器行缓冲区的控制策略进行研究,提出了读写分离式页模式预测器,并提出了双饱和计数器预测器和2级预测器等两种预测器方案;然后以SimpleScalar搭建的仿真平台对提出的预测方案进行了性能评估.结果显示,与缓冲区"关"策略相比,平均访问延迟减少了26%,IPC平均提高了4.3%;与缓冲区"开"策略相比,平均访问延迟减少了19.6%,IPC平均提高了2.5%.     

一种新型永磁同步风力发电系统的研究

为了提高风力发电能量转换效率以及降低成本,提出了一种新型的永磁同步电机变速恒频风力发电系统结构,并根据风力机特性,设计了一种最大功率点跟踪算法。该系统主电路由直流变换器及网侧SAPWM变换器构成,分析了这两部分的工作原理。根据实际条件提出了一种风力机定性模拟方法,在此基础上对整个系统进行了实验分析。实验结果表明,本系统能够较好地实现最大功率点跟踪以及高质量单位功率因数能量馈送。     

直驱式风力发电系统的三相Z源并网逆变器建模与控制

提出将新型的三相Z源逆变器应用于直驱式风力并网发电系统中,并将传统三相PWM并网逆变器模型和等效的Z网络模型结合,建立了三相Z源并网逆变器的数学模型,分析了直通占空比改变对系统的影响,提出了在并网条件下获取稳定的Z网络电容电压和解耦的d、q轴网侧电流分量的控制策略,并给出了外环电压设定值的约束条件.实验结果证实了理论分析的正确性和控制策略的有效性.     

三相PWM并网逆变器在幅相控制下的启动性能改善

阐述了三相PWM并网逆变器幅相控制中的相量调节原理,针对系统启动时并网冲击电流大和动态响应较慢的问题,提出了开启电压预测控制和电流前馈控制两种方法,利用直流母线电压变化率推导出起动时刻理想初始参数和电流前馈调节量,有效地改善了系统在幅相控制下启动并网时刻的动态性能.通过15kW的三相PWM并网逆变器样机的实验结果证实了文中所提控制策略的正确性.     

基于CISC结构的寄存器文件设计与优化

首先介绍了西北工业大学航空微电子中心设计的32位CISC处理器龙腾C2寄存器文件的设计,针对现有寄存器文件设计方法的不足,提出了一种基于访问频度分体的优化寄存器文件方法,经实验验证,对于CISC体系结构的寄存器文件,本方法在增加少量面积开销的情况下显著降低了功耗。     

三相PWM整流器直接电流控制中进行SAPWM调制的新方法

本文提出一种在PWM整流器直接电流控制中采用零轴谐波注入法进行SAPWM(Saddle Pulse Width Modulation)调制的新方法.利用傅立叶级数分析了SAPWM调制波的谐波成分,并构造了与这些谐波成分相等效的三角渡函数.阐述了在零轴注入三角渡实现SAPWM的控制方法.仿真和实验结果证明了所提出方法的正确性.     

基于灰关联分析的多元线性回归模型在城市年需水量预测中的应用

科学预测城市需水量对城市的发展具有十分重要的意义.影响城市需水量的因素很多,采用灰关联分析方法,对影响需水量的各个因素进行分析,从中挑选出影响需水量的主要因子,建立需水量与主要影响因子之间的多元线性回归预测模型.实例表明,模型具有较高的拟合精度和预测精度.     

用于直驱式风力发电系统的新型最大功率点跟踪方法

本文介绍了用于永磁同步机直驱式风力发电的一种简单实用的系统拓扑，推导了发电机转速变化和DC-DC环节上功率开关器件占空比变化之间的关系，研究了利用占空比调节来进行最大功率点跟踪的新方法。分析了最大功率点跟踪调节的整个过程，并对整个系统作了实验研究。实验结果验证了理论分析的正确性。     

"龙腾"S2微处理器测试结构设计

介绍了"龙腾"52微处理器测试结构设计方法,详细讨论了采用全扫描测试、内建自测试(BIST)等可测性设计(DFT)技术.该处理器与PC104全兼容,设计中的所有寄存器采用全扫描结构,设计中的存储器采用内建自测试,整个设计使用JTAG作为测试接口.通过这些可测性设计,使芯片的故障覆盖率达到了100%,能够满足流片后测试需求.