面向嵌入式应用的指令集自动扩展

 面向特定应用扩展指令集,并通过定制的硬件实现这些扩展指令,能够大幅度提高嵌入式处理器的性能.本文提出了一种全自动的面向特定应用的指令集扩展流程,该流程能够较精确地估算扩展指令的性能加速比和硬件开销,并高效完成指令模板匹配.实验结果表明,在给定的硬件开销限制下,该方法产生的扩展指令能够显著提升嵌入式应用的性能.     

基于事件驱动的任务级雷达对抗功能模块设计

针对国内雷达对抗仿真多采用时间步进的机制以及实体采用对象管理技术导致效率较低的问题,提出了基于事件驱动的雷达对抗功能交互的建模方法,该方法采用事件驱动机制,将对象交互转化为功能交互。为适应该方法,重点对雷达对抗功能模块的交互关系及模块流程进行了设计,平衡了雷达对抗模块的仿真粒度,并基于ROSS仿真引擎采用设计的模块对导弹攻防案例进行仿真分析验证,与agent仿真结果基本一致,但是仿真时间却仅为agent建模仿真时间的1/5,证明了该方法的正确性和有效性。     

传输触发结构ASIP软件工具的自动定制

软件工具在ASIP设计中扮演了非常重要的角色,自动定制软件工具对于提高ASIP设计的自动化程度意义重大．详细分析了传输触发结构（TTA）ASIP软件工具的自动定制问题,提出了扩展指令、目标代码编码、保留表等关键体系结构描述信息的自动生成方法．其中,扩展指令信息通过合并相关基准指令的语法树及其他描述信息获得;目标代码编码通过对功能单元端口和寄存器端口分类并顺序编号获得;指令保留表则通过分析指令执行过程中数据传输的时序与资源使用情况获得．实验结果表明,该方法灵活简单,当ASIP的指令集和其他体系结构信息变化时可以自动生成相应的软件工具,并能够保证软件工具的效率．     

采用快速图元匹配的手绘非规则军标识别

在线手绘非规则军标识别是基于草图的态势标绘系统的重要组成部分.针对非规则军标的图形线条可变性大的问题,提出一种结构化识别方法.首先定义并识别非规则军标草图的图元;然后用模糊方法描述图元间的拓扑关系,建立待识别样本与模板图形的图元匹配代价矩阵,并基于指派问题模型计算图形相似度;最后提出2种计算不完整的输入草图与模板图形相似度的方法.实验结果表明,文中方法是有效的.     

指令扩展中相关子图的分析与处理

由于没有充分考虑候选子图间重叠、包含等相关关系,按照现有指令扩展方法选出的扩展指令可能无法带来预期的性能收益.详细讨论了子图相关关系和处理方法,并提出相应的指令扩展算法.在子图识别时,根据延迟约束合并相互包含的子图,根据重叠结点的位置合并重叠子图,缩小搜索空间;在子图压缩时,根据子图相关关系动态地调整候选子图的性能收益,减少相关子图引起的估算误差.此外,还根据剩余候选子图的性能收益对时间与精度进行折中.该算法已在传输触发结构ASIP的自动设计流程中实现,实际性能加速比与预期值的平均误差仅为0.17%,远低于原先的3.6%.     

基于指令校验的软硬件协同代码重用攻击防护方法

面向x86处理器的代码重用攻击难于防护的一个重要原因是,在x86程序代码中存在大量合法但非编程者预期要执行的指令．这些在代码中大量存在的非预期指令可被用于构造实现CRA的组件．先前研究均采用软件方法解决非预期指令问题,运行开销大且应用受限．本文的主要贡献之一是提出了一种低开销的软硬件协同方法来解决x86的非预期指令问题．实验表明,本文的实现方法仅给应用程序带来了-0．093％～2．993％的额外运行开销．此外,本文还提出采用硬件实现的控制流锁定作为一项补充技术．通过同时采用两个技术,可以极大降低x86平台遭受代码重用攻击的风险．     

面向特定应用的指令集自动扩展

面向应用扩展指令集是面向特定应用处理器设计过程的一个重要环节,这一工作的自动实现对于缩短产品开发周期具有非常重要的意义。现有的技术未能实现该过程的完全自 动化,而且在选择指令时并没有全面考虑指令对处理器面积和功耗的影响。本文设计并实现了一个面向特定应用的指令集自动扩展系统,该系统不仅可以根据应用特征自动扩展
新指令,而且可以自动完成编译器的修改。模拟结果显示,扩展的新指令能够在保持功耗、面积基本不变的前提下,带来4.7%～16.7%的性能提升。     

国产基础软硬件集成应用攻关关键技术研究

在国家"核高基"专项支持下,国产基础软硬件(HW&SW)(包括CPU、操作系统、数据库、中间件、办公套件)的研制取得了重要进展。但在国产安全可靠基础软硬件的推广应用中,国产基础软硬件暴露出了严重的集成适配与性能问题。重点阐述面向飞腾平台集成应用技术攻关中所采用的3项并行优化技术:JPEG解码并行优化、H.264解码并行优化和Java虚拟机的垃圾回收并行优化。通过采取这些优化技术,使得飞腾平台图像解码、H.264视频解码以及Java虚拟机的性能得到了大幅提升。     

电磁环境实时分频段绘制算法

提出了一种分频段电磁环境绘制算法。以雷达设备的电磁辐射功率密度表征电磁环境,计算数据时不区分频段,获得所有频段联合作用的数据场,根据雷达设备的分布及作用情况将数据场划分为对应不同频段的子区域。使用光线投射算法绘制电磁环境数据场,在设计传递函数时生成多频段颜色查找表,以颜色区分频段,并绘制数据场。在所有颜色查找表中保持前部若干颜色相同,绘制所有频段的联合分布。最后,使用统一计算设备架构加速实现了实时分频段绘制。实验结果表明,绘制结果显示了电磁环境中的频段分布信息,又反映了所有频段的联合作用情况,方便用户直观理解电磁环境。