HEVC分像素插值与自适应环路滤波融合结构设计

在高效率视频编码(HEVC)的解码过程中,分像素插值和自适应环路滤波(ALF)是计算密集度最高的2个环节.针对传统的滤波器设计方法学在硬件资源优化方面存在的不足,提出一种HEVC分像素插值与ALF融合的滤波结构设计.通过分析传统滤波结构及其相应算法,利用改进的ALF结构处理分像素插值的垂直滤波运算,简化了分像素插值结构并降低了整体硬件开销.实验结果表明,该设计可满足HEVC标准HDTV 1080p(1920×1080@30fps)分辨率视频解码的实时性要求,同时其电路总面积在传统设计方案的基础上减少了28%.     

基于多目标遗传算法的单指令集异构多核系统静态任务调度

与同构多核处理器相比,单指令集异构多核处理器能够更好的匹配程序行为的多样性,从而具有更好的性能功耗比.异构多核处理器的能效优势依赖于操作系统合理而有效的调度,追求性能与功耗的统一,是典型的多目标优化问题.提出将多目标优化遗传算法应用于寻找异构多核环境下最优的静态任务调度方案,提出表征任务相对顺序的染色体编码结构,使种群初始化时的有效个体所占比例变为100%.提出使用先序关系矩阵来确定任务的执行顺序,克服了高度值方法存在的严重不足.仿真结果表明,先序关系矩阵方法能扩大搜索范围,在种群规模足够大时,可以找到高度值方法漏掉的部分最优解.     

基于二进制插桩的ASIP处理器指令集混合仿真方法

指令集仿真器在ASIP处理器硅前软件开发中发挥着重要的作用,但使用传统仿真方法的指令集仿真器仿真速度较慢.基于二进制插桩,提出了ASIP处理器指令集混合仿真方法,以混合仿真的方式,使基础指令直接运行在宿主机上,仅对扩展指令仿真,从而降低仿真开销,提升仿真速度.实验表明,采用此方法对主流高清音视频解码软件进行仿真的平均速度达到了1058.5MIPS,是采用当前先进的动态二进制翻译仿真方法仿真器速度的34.7倍.     

双目视觉的新颖实时局部2维地图构建方法

根据轮式机器人移动的特点,提出一种采用双目视觉的新颖实时局部2维栅格地图构建算法。首先,提出虚拟高度线投影成像原理,将场景均匀栅格化,在栅格中引入虚拟高度线,并将其投影到立体视觉系统的立体图对中产生投影线,将求解场景点高度值的问题转化为在投影线上和水平视差搜索范围内寻找具有最大相似测度的对应点问题;然后,提出一种新颖的局部2维地图构建方法,该方法以机器人所能越过的最大高度为阈值,对高于阈值部分的虚拟高度投影线上的场景点由其在图像对中的相似测度确定其是否为障碍物区域。实验结果表明,该方法满足机器人导航所要求的有效性和实时性,并可应用到构建3维地图。     

多服务员时两种等待队列性能的比较

利用排队论的相关知识,对计算机系统中常见的多服务员情况下的排队现象进行分析,通过理论推导、并用实际数据表明了在多服务员模式下,单一共享的排队等待队列的性能要优于多个独自的排队等待队列。     

一款高可靠嵌入式处理器芯片的设计

基于申威自主指令系统设计开发了一款高可靠性、高性能嵌入式处理器芯片。该处理器采用SoC技术和AMBA总线架构，片上集成自主研发的申威第3代64位高性能处理器核心Core3,以及PCIe2.0、USB2.0等多种标准I/O接口，基于国内成熟工艺开发，片上集成2.5亿晶体管，在-55℃～125℃宽温下的核心工作频率达到800 MHz,双精度浮点峰值性能为3.2 GFlops,全片峰值功耗小于3.2 W。详细介绍了该处理器为了实现高可靠性、低功耗和高性能等设计目标，在芯片结构设计、可靠性设计、低功耗设计和物理实现方面所采取的技术方法和手段，并给出了芯片频率、功耗和成品率等主要技术指标的测试结果。该处理器已在多个信息设备领域得到了应用，并取得了较好的社会效益。     

高性能多媒体SoC分组访存调度算法

根据多媒体处理单元的访存特点,提出一种面向高性能多媒体SoC的分组访存调度算法.该算法将访存请求按照访存ID和页地址分组,以访存组为单位进行乱序调度,并通过维护相同ID访存请求之间的顺序保证访存的正确性:综合考虑访存单元的访存效率和服务质量要求,在每个访存单元独立的调度周期内提供最低带宽保障服务.将该分组访存调度算法应用于访存调度装置,实际应用仿真结果表明,与已有基于带宽分配的访存调度算法相比,文中算法在保障访存单元带宽需求的同时降低了访存延迟,并将平均带宽利用率提高了15%.     

具有可变数据格式的透明度压缩

对纹理元素透明度alpha的压缩是纹理压缩的重要组成部分.通过分析透明度和颜色的本质差异,提出了具有可变数据格式的透明度压缩——龙芯透明度压缩(LAC)方法.该方法定义了3种alpha压缩数据格式,用聚类算法和线性插值方法将16个输入alpha数据压缩为64比特,并依据压缩数据格式采用灵活的解压方式;实现了LAC的压缩和解压过程,以及DXT5的alpha通道压缩.实验结果表明,与DXT5的alpha压缩相比,LAC方法可使测试图像的平均PSNR值提高0.25 dB,alpha数据的平均压缩时间缩短约18%,硬件实现的平均单元面积减小25%左右,解压功耗降低10%～30%.     

场景前颜色缓冲区压缩

内存带宽通常是计算机图形系统的瓶颈,文中总结了用于降低图形系统带宽开销的常见机制,在纹理压缩算法S3TC基础上,提出场景前颜色缓冲区压缩方法——YCoCg-R CBC.该方法定义了2种颜色缓冲区压缩数据格式,将像素转换到YCoCg-R颜色空间,对亮度和色度数据分别处理,并使亮度数据具有较高精度.实验结果表明,YCoCg-R CBC 2种数据格式的平均PSNR值各为41.71 dB和47.24 dB,较S3TC算法分别提高了7.87 dB和13.40 dB;解压图像质量得到显著改善,已经很难观察到它们与原始图像的差异.