基于数据流的指令调度器的设计与实现

文中设计并实现了一个基于数据流的汇编代码CPU指令调度器．该CPU指令调度器基于中国科学院微电子研究所自行研发的Diamond处理器VLIW体系结构,将串行程序流进行重排序从而实现指令的并行发射执行．实验结果表明,通过指令调度器后可显著提高程序的性能．     

一种基于值预测和指令复用的按序处理器预执行机制

 为提高按序处理器的性能和能效性,本文提出一种基于值预测和指令复用的预执行机制(PVPIR).与传统预执行方法相比,PVPIR在预执行过程中能够预测失效Load指令的读数据并使用预测值执行与该Load指令数据相关的后续指令,从而对其中的长延时缓存失效提前发起存储访问以提高处理器性能.在退出预执行后,PVPIR通过复用有效的预执行结果来避免重复执行已正确完成的指令,以降低预执行的能耗开销.PVPIR实现了一种结合跨距(Stride)预测和AVD(Address-Value Delta)预测的值预测器,只记录发生过长延时缓存失效的Load指令信息,从而以较小的硬件开销取得较好的值预测效果.实验结果表明,与Runahead-AVD和iEA方法相比,PVPIR将性能分别提升7.5%和9.2%,能耗分别降低11.3%和4.9%,从而使能效性分别提高17.5%和12.9%.     

基于分支执行历史的循环缓冲低功耗方法

针对嵌入式处理器中指令Cache功耗显著的特点,提出了一种基于分支执行历史的循环缓冲低功耗方法.利用分支指令当前信息与分支执行历史信息之间的关系,实现了应用程序中循环的动态检测与加载.通过对取指通道的精确控制,该方法能够过滤大部分不必要的指令Cache访问,有效降低了指令Cache的功耗.在SuperV_EF01DSP上的实验结果表明,采用该方法后,在处理器性能没有损失的情况下,指令Cache功耗平均降低32.58%,面积仅增加8.31%.     

一种高性能32位移位寄存器单元的设计

介绍了一种用于32位微处理器中执行单元的双总线(64位输入32位输出)移位寄存器单元的设计。讨论了矩阵移位器和树状移位器结构,提出了基于两者结合的Matrix-Tree 结构并给出了其硬件电路的实现。为了能实现X86指令集全部移位类指令,采用了指令预处理的技术,节省了指令周期,提高了CPU的效率。     

一种基于GCC的VLIW编译器指令调度算法

指令调度是编译优化过程中的重要技术。对于VLIW机器来讲，由于机器性能与编译器的设计和实现有很大的关系，指令调度就显得尤为重要。指令调度是在保证语义正确的前提下，改变指令执行的顺序，以提高指令级并行的程度。文章在一个DSP芯片C编译器上的工作基础上，介绍了一种行之有效的指令调度算法，并分析了算法的正确性。     

基于软件模型的SDRAM指令FIFO的性能评估

针对SDRAM的读写操作具有一定的流水特性,“Garfield”的EMI(外部存储接口)设计中加入了指令缓冲(先入先出,FIFO),充分利用SDRAM的Burst模式．在处理器进行指令预取时,减少指令读取的平均等待时间。但这种方法的关键问题在于．如何选择恰当的指令缓冲深度．从而最大可能地提高整个芯片的执行效率。本文提出了一种基于软件模型来评估。首先介绍了为什么要在基于ARM7TDMI的外部存储器接口中插入指令FIFO,及如何通过软件建模的方法,用指令集模拟器和存储子系统模型模拟真实硬件环境。然后探讨了采用什么标准去评估指令执行效率的提高,最后通过实验数据得到对SDRAM指令FIFO的性能的评估。     

月初指令积压问题的研究和解决方法

湖南联通由于各种增值业务迅速发展,对使用增值业务的用户收取特服月租,造成月初停机用户较多和缴费开机用户增多,从而导致了月初开机指令不能有效畅通执行的问题.本文针对该问题进行了分析和研究,并分析了湖南联机指令系统和Nokia HLR执行指令的机制,然后介绍了如何优化联机指令系统,从而有效解决月初停开机指令不能畅通执行的问题.     

英国贸工部发布RoHS指导纲领

日前，英国贸工部（UK DTI）发布了有关执行RoHS指令执行的指导纲领，这是其最全面的最终版本。它提供了英国政府对RoHS指令的阐明及英国公司对该指令的应用范例等最全面的信息。     

数字信号处理器分布式寄存器的写回设计

针对分布式寄存器文件应用于高性能超长指令字（VLIW）数字信号处理器而造成的分支流水线与写回控制信号的同步问题,提出了一种面向分布式本地寄存器文件的写回策略。其中包括指令执行周期的产生,写回信号缓存以及写回控制单元。采用了面积功耗性能评估方法,结果证明了该策略能充分发挥分布式寄存器文件在功耗方面的优势,相对于运用集中式寄存器文件可以减少50％的功耗,同时对于传统流水线写回控制方法可以节省60％的面积开销。     

基于指令生成约束的RISC-V测试序列生成方法

为了避免处理器受到指令缺陷的威胁,该文提出基于指令生成约束的RISC-V测试序列生成方法,构建测试指令序列生成框架,实现测试指令生成及指令缺陷检测,解决现有测试指令序列生成方法约束定义困难和收敛速度慢的问题。在该方法中,首先,根据指令集架构规范和指令验证需求定义指令生成约束,包括指令格式约束、通用功能覆盖约束和特殊功能覆盖约束,以解决随着指令数量增多约束定义的困难,提高可复用性;然后,定义启发式搜索策略,通过统计覆盖信息,加快覆盖率收敛速度;最后,基于启发式搜索策略构造求解算法,实现满足指令生成约束的测试序列生成。实验结果表明,与现有方法相比,在覆盖所有指令验证需求的前提下,结构覆盖率和数值覆盖率的收敛时间分别减少了85.62%和57.64%。利用该框架对开源处理器进行检测,可以定位到在处理器译码和执行阶段引入的指令缺陷,为处理器指令缺陷检测提供了有效的方法。     

零输入响应初始条件的处理

经典“信号与系统”教科书中,在时域部分为了强调零输入响应是由换路前0-瞬间系统储能产生的,大都将初始条件给定为y（k）（0-）,并表明因为激励为零时,系统的状态不会发生变化,所以有y（k）（0-）=y（k）（0＋）。因此可用y（k）（0-）直接求解零输入响应。在不涉及具体电路问题时,上述方法简洁明了。本文举例说明在激励为零时,求解具体电路零输入响应时,会有y（k）（0-）≠y（k）（0＋）,从而导致双解情况的出现。为此笔者建议将y（k）（0-）改为y（k）（0＋）,既可使求解具有物理意义或工程背景问题与一般数学问题一致,又有利于学生掌握零输入响应求解方法。     

基于SOA—XGM的超宽带脉冲信号的光学产生法

超宽带技术（UWB）在无线通信、雷达、传感等多个领域有着重要的应用,由低损耗、高带宽的光纤传输的UWB光传输系统,即UWB over fiber,是目前国内外研究的热点课题,如何在光域中生成UWB信号是该系统的关键技术之一。为此提出了一种利用半导体光放大器（SOA）的交叉增益调制（XGM）效应和布拉格光纤光栅（FBG）...     

TDD MISO系统中波束成形的性能分析

文中首先指出在时分双工多输入单输出系统中,发送机和接收机的信道状态信息存在时延,而该时延会影响波束成形的性能增益。随后,通过推导接收机误比特率的闭合表达式,说明时延会损害接收机的性能。最后,用数值仿真验证了所做的性能分析的正确性。     

基于并行MLFMA的SAR舰船目标RCS计算

为提高合成孔径雷达（SAR）图像仿真效果,针对SAR图像中舰船目标雷达散射截面（RCS）计算的精度和效率问题,在利用几何建模方法构建三维舰船模型的基础上,采用并行多层快速多极子算法（MLFMA）计算了舰船目标RCS并分析了该算法的并行加速比。仿真实验表明,并行MLFMA算法适用于高频范围内较大尺寸舰船目标RCS的计算,比物理光学法（PO）和物理光学与矩量混合算法（PO—MOM）具有更高的计算精度且并行方案能明显提高求解目标RCS的效率。     

电子能量损失谱磁手性二向色性研究进展

电子能量损失谱磁手性二向色性技术是近年发展起来的实验方法,它与X射线磁圆二向色性一样可以测量特定元素的自旋与轨道磁矩的信息,由于其高空间分辨率、实验方法多样和对设备要求简单,因此有望应用于对微观材料的磁性测量和研究。本文简要介绍了该方法的背景、理论基础、实验方法、研究进展和应用。     

海面上电大尺寸目标电磁散射特性研究

基于几何光学法(GO)、物理光学法(PO)、射线弹跳法(SBR)和等效电流法(MEC),提出了一种快速计算金属海面上电大尺寸目标电磁散射的解析算法。该算法考虑了阴影效应,运用GO/PO+SBR计算了目标与海面的镜面反射以及它们之间的多次相互作用,并运用MEC计算了目标的棱边绕射以改进计算结果。应用该算法计算了平板上方规则金属目标的双站雷达散射截面(RCS),并与传统矩量法(MoM)进行比较,验证了算法的有效性。最后,计算了PM(Pierson-Moskowitz)海浪谱的随机海洋粗糙面上舰船模型目标的散射特性,并对计算结果进行了分析,讨论了海洋面以及入射波参数对散射结果的影响。     

3．1～10．6GHz超宽带低噪声放大器的设计

基于SIMC0．18μmRFCMOS工艺技术,设计了可用于3．1—10．6GHzMB—OFDM超宽带接收机射频前端的CMOS低噪声放大器（LNA）。该LNA采用三级结构：第一级是共栅放大器,主要用来进行输入端的匹配;第二级是共源共栅放大器,用来在低频段提供较高的增益;第三级依然为共源共栅结构,用来在高频段提供较高的增益,从而补偿整个频带的增益使得增益平坦度更好。仿真结果表明：在电源电压为1．8v的条件下,所设计的LNA在3．1～10．6GHz的频带范围内增益（521）为20dB左右,具有很好的增益平坦性f±0．4dB）,回波损耗S11、S22均小于-10dB,噪声系数为4．5dB左右,IIP3为-5dBm,PIdB为0dBm。     

弹头形状对导弹RCS影响的分析

对导弹的结构进行简化,建立了导弹的电磁散射模型,通过综合运用物理光学法（PO）、等效电磁流法（MEC）、几何光学法（GO）等高频方法计算了导弹模型各散射中心的雷达散射截面积（RCS）,并考虑目标各部分散射场间的相对相位关系,计算了带橄榄型弹头导弹的整体RCS,其结果与参考文献的实测结果吻合较好,这说明该文的分析方法是正确的、有效的,结果可满足工程预估的需要。在此基础上,分别计算了不同极化方式下带椭球型和半球型弹头导弹的RCS,结合RCS曲线分析了弹头形状对导弹电磁散射特性的影响。     

〔A（BC）〕^m结构光子晶体光纤传输特性

通过引入缺陷和色散介质方法,调控光子的运动状态,研究一种〔A（BC）〕m结构负折射率光子晶体的TE波和TM波的传输特性和色散特性,得到两种模的色散特性随入射角变化而变化规律,并且其带隙比普通光子晶体的大,而透射带要窄。通过运用传统计算电磁场与电磁波传播的FDTD方法及PML边界条件来仿真〔A（BC）〕m结构光子晶体光纤...     

关于利用FFT的OFDM的实时同步方式的研究

提出了OFDM（正交频分复用）利用FFT（傅里叶变换）实时同步方式的方案,在多径环境下具有有良好的特性。研究了OFDM的原理后,采用防卫间隙相关处理等技术对接收信号进行FFT、检波,进而求得传递函数,并对此传递函数进行IFFT（快速傅里叶逆变换）,求得时间轴延迟信号,实现高精度实时处理。