基于提前写回策略的数据转发优化方法

针对深度流水线和复杂指令集结构,给出一种基于操作数访问时序的数据转发模型,使用5个参数描述指令执行过程,并以一种RISC/DSP结构MediaDSP64原型机为例进行分析.在分布式转发电路的基础上,提出一种基于提前写回策略的转发优化方法.该策略在不影响指令执行效率的前提下,通过将DSP指令中辅助寄存器的结果提前写回寄存器文件减少了转发源的数量.针对该方法造成的指令乱序执行情况,设计一种影子寄存器结构,保证了精确异常处理的实现.实验结果表明,转发电路的硬件资源占用减少了43.8%,关键路径延时下降了19.8%.     

RS码译码算法与译码器的DSP实现方法

推荐一种多项式辗转相除方法实现RS码译码算法,为便于掌握与寻找出DSP编程规律通过举例分析算法的译码过程。给出用DSP实现译码的硬件原理电路,并介绍如何解决译码软件编程方面的关键问题。     

面向MLC闪存的比特翻转译码算法研究

针对寄生耦合电容效应导致闪存相邻多级单元(multi-level-cell,MLC)的阈值电压失真而产生的存储数据错误问题,本文提出了一种适用于MLC闪存系统的改进比特翻转译码算法。在分析MLC闪存发生错误原因的基础上,利用蒙特卡罗仿真方法计算相邻MLC闪存阈值电压分布的重叠区域来确定阈值电压对应存储比特的可靠性,借助存储比特的可靠性度量设计了MLC闪存的比特翻转规则。仿真结果表明,耦合强度系数s=1. 8与感知精度分别为p=3和p=4时,相比于原有MLC闪存比特翻转译码算法,所提出MLC闪存比特翻转译码算法的译码性能提升了81%和91%,并且译码的平均迭代次数减少了9. 8%和21%。     

一种有效的FG-LDPC译码方法

基于有限几何低密度奇偶校验码（FG-LDPC）译码性能、复杂度和时延，提出了一种混合比特翻转（BF）和大数逻辑译码（MLG）的译码方法。在比特翻转译码过程中，一种有效度量相关校验可靠性的方法被提出。经过BF迭代译码后，再由MLG译码。译码过程不涉及浮点运算，降低了复杂度，减小时延。仿真表明新的译码方法比原有加权比特翻转（WBF）算法性能提高了0.3dB。     

深度多模态不确定度的短视频事件检测方法

随着短视频的快速发展,短视频事件检测任务受到越来越多的关注。现有短视频事件检测研究普遍采用深度神经网络来获得确定的检测结果,但是网络忽略了不确定度的影响从而导致错误的预测结果也会产生过度置信的决策。为了解决上述问题,本文提出了一个深度多模态不确定度网络的短视频事件检测方法。首先,该方法在传统域分离网络中嵌入变分层,用来获得预测分布;然后,将视觉模态信息和音频模态信息输入到网络中,利用该方法所构建的独立性和相关性损失可以获得包含不确定度的音频模态共、私有域预测分布以及视觉模态共、私有域预测分布;最后,提出了一个不确定度判别法则用来筛选4个域的预测分布,从而得到最终的预测结果。在公开数据集(UCF-101与HMDB51)和新构建的短视频事件检测数据集上进行了实验。实验结果表明,面对不同的深度分类方法以及不同的数据集,本文方法不仅有着更高的分类准确率,还可以对输出结果进行不确定度估计,针对音频的干扰也具有较强的鲁棒性。     

基于域划分的嵌入式处理器代码压缩方法

为了提高基于域划分的代码压缩方法的压缩率,在传统的位置模型的基础上,挖掘了不同类型指令内部符号间的相关性,提出了一种新的相关模型--类型模型.综合位置模型和类型模型,进一步得到另一种相关模型--混合模型.提出了一种使用混合模型,采用霍夫曼编码的代码压缩方法以及相应的低开销硬件解压缩实现方案.以自主研发的16位嵌入式数字信号处理器（DSP）SPOCK指令集为例,对OggVorbis测试压缩性能.实验结果表明,使用混合模型在少量硬件代价下对SPOCK指令集的压缩率达到53.16%,比传统的位置模型方法提高了12%~14%     

低复杂度极化码SCL译码算法

极化码的串行抵消列表(SCL)译码的逐次逐比特进行判决过程与路径度量值的计算筛选过程是整个译码系统复杂度与延迟的主要来源.在分析现有SCL及多比特判决译码的优缺点基础上,针对SCL译码造成的译码系统复杂度高和延时大的问题,将每组多比特码字(多个独立信道)视作一个整体,并在译码时通过信道合成构造为一个虚拟多比特信道,从而可以对多比特码字进行同步传输并根据信道递归公式进行同步判决译码.由此基于SCL译码的码树构造提出一种构造多比特虚拟信道的SCL译码算法,并结合设置译码码树节点阈值减少码树节点分裂次数的方法进一步增强了上述算法.在AWGN信道下的分别对虚拟2、4和8比特信道SCL译码的误码率及误帧率性能进行仿真.仿真结果表明在虚拟8比特信道情况下,预设阈值S=30时的译码性能接近传统SCL算法,且总历经节点数降低了63.7%,总加法次数是8比特同时判决译码算法的17%.此算法降低了译码算法的计算复杂度及硬件存储复杂度,更适合于硬件实现,具有一定的实用价值.     

使用联合比特面译码的分布式视频编码

提出了一种联合比特面译码（JBPD）算法用于分布式视频编码。该方法利用量化系数已解码比特平面的结果作为先验信息,对其它比特平面进行解码,避免了独立比特面解码时存在的信源间相关性弱化,更充分利用了Wyner-Ziv帧与关键帧之间的相关性,可在不增加解码复杂度的情况下提升分布式视频编码的率失真性能。仿真结果表明,在其它环节相同时采用联合比特面译码算法的分布式视频编码系统比采用独立比特面译码的系统最多可节省比特率16.5%,并且随着量化级数的增多,性能提升更为明显。     

基于硬件动态指令调度的椭圆曲线并行运算

提出了一种在特征为２的有限域上并行快速实现椭圆曲线密码（ECC）点乘运算的方法，利用硬件动态指令调度技术，同时采用指令级并行和线程级并行，提高了并行运算的性能.基于该方法设计架构并监控运算部件的工作情况，在译码阶段之前动态生成点乘运算指令序列，从而通过动态指令调度消除了不能通过旁路技术或直接通路技术来避免数据冲突停顿所带来的性能损失.基于现场可编程门阵列(FPGA)的实现结果表明，利用该方法实现伽罗瓦域GF(2193)上的椭圆曲线点乘运算需要22.7 μs.     

一种基于DSP+ARM的发电厂多通道热工监测与自动控制系统

设计一种适用于发电厂的基于DSP ARM的新型多通道热工监测与自动控制系统.该系统的硬件采用高速DSP芯片和高性能ARM微控制器作为核心器件,DSP承担热工数据实时检测和自动控制指令执行,ARM承担数据的分析、综合、管理和自动控制指令的产生,DSP与ARM之间采用基于HPI的通讯方式.DSP的软件采用C语言开发,固化在DSP系统的Flash存储器中,ARM的软件基于嵌入式Linux操作系统使用C 语言开发,嵌入式Linux操作系统和管理软件均固化在RAM系统的Flash存储器中.该系统能够实时、全面、高精度监测、管理和自动控制热工参数,既可以独立运行,也可以作为大型发电厂热工监测与自动控制系统的局域系统.     

对基于VelociTI结构DSP指令排序分配方法的改进

排序法是一种基于VelociTI结构的DSP指令分配方法。为了完善排序法,对该方法的不足进行了改进。改进的排序法在实现原有指令分配功能的基础上,完成了多周期NOPs指令的检测和当前执行包地址的生成,并结合指令执行条件测试原理,将排序后的执行包中没有被占用功能单元对应的字段设置为无条件不执行。用改进的排序法成功设计了一个DSP指令分配单元的RTL模型,仿真结果验证了方法的正确性。     

视频处理器软硬件协同设计

为了提高视频图像处理速度与硬件资源利用,针对一种基于精简指令集处理器与数字信号处理器（RISC/DSP）混合体系结构的媒体处理器：浙大数芯（MD32）,给出了一种软硬件协同设计策略.所给策略结合视频处理核心算法,研究分析MPEG视频编码标准的处理过程,进行了视频处理指令扩展设计,提高了数据的并行处理能力,利用了指令内并行执行特性.为有效实现扩展指令,处理器执行级采用了可扩展流水级技术.实验结果表明,指令扩展硬件成本仅占MD32的2.7%,逆离散余弦变换实现性能比MMX/SSE指令集实现的性能分别提高31%和23%,运动补偿性能比MMX指令集实现的性能提高了40%.     

一种中频数字化接收机中的自动增益控制方案

采用TMS320VC5402数字信号处理器（DSP）与HSP50216相结合实现整机自动增益控制（AGC）,具有模拟增益控制和数字增益控制两种控制方式.在DSP内部运行相关程序完成增益调整运算,控制模拟前端信号放大器的增益.同时,通过设置HSP50216的寄存器实现数字增益调整.介绍了整个AGC系统的实现方案,分析了AGC的若干关键技术,给出了AGC控制算法.     

植物病害图像压缩与传输的研究

为实现植物病害监控,研究了基于DSP的图像压缩编码,构建植物病害监测系统．系统通过CCD进行视频信息的采集,基于TMS320DM642DSP多媒体处理芯片采用H．263编码技术进行压缩编码,并将压缩后的数据经以太网传输至控制中心,进行图像识别分析,从而实现病害监控．测试表明,系统可成功进行图像的采集、压缩编码,并在PC端接收到压缩的图像．     

基于瞬时无功功率理论的谐波检测的DSP实现

针对有源滤波器对谐波检测的实时性、准确性要求,提出了利用TMS320F240DSP实现基于瞬时无功功率理论的ip、iq方式的谐波检测方法. 首先利用MATLAB对ip-iq谐波检测方法进行仿真,得到了在三相输入时输入电流和输入电流谐波的数据和波形,然后利用code composer 开发工具在TMS320F240 DSP上对这种谐波检测的方法作了具体实现,最后把MATLAB仿真的结果和DSP谐波检测的计算结果进行了对比. 分析和实验结果表明,这种谐波检测方法具有快速性和准确性,可以满足有源滤波器对谐波检测的要求. 从而为在单片DSP上实现有源滤波器的控制打下了基础.     

基于聚类算法的钻孔瞬变电磁视电阻率立体成像方法

煤矿井下地球物理水害超前探测要求探测点20 m范围内不得有积水和金属物体,传统电磁法超前探测技术已不能满足要求,钻孔瞬变电磁法通过将收发装置送入掘进工作面前方的钻孔中进行探测,既远离了巷道中的各种干扰,又提高了隐蔽致灾水体的探测精度。为解决该方法对钻孔径向异常体的准确定位解释难题,通过三维正演总结了其水平分量异常响应特征,提出了异常体象限确定准则,研究了根据水平分量幅值和异常象限综合求取异常体工具面角的计算方法。将由垂直分量计算得到的每一个视电阻率视为独立异常体,基于K-means聚类算法对相应的水平分量异常曲线特征值进行二分类,实现了全数据集的视电阻率象限自动划分,结合异常工具面角算法研究得出钻孔瞬变电磁视电阻率立体成像方法。最后计算了三维数值模型的立体成像结果,对钻孔径向的小规模低阻异常体取得了良好效果。结果表明:基于K-means聚类算法的钻孔瞬变电磁视电阻率立体成像方法是地球物理与机器学习的有机结合,该方法能够为井下掘进工作面隐伏水害超前探测精细解释提供技术支撑。     

模块化嵌入式五指机器人灵巧手手指控制系统

为开发高度集成的五指机器人灵巧手,提出了采用DSP(Digital Signal Processor)+FPGA(Field Programmable Gate Array)控制结构的模块化嵌入式手指控制系统设计方法。实现了采用单电流传感器检测全桥控制下相电流及相电流过流双保护。为解决手指DSP和FPGA之间如何稳定、高效通信的难题,结合先进先出FIFO(First In First Out)寄存器,设计了基于串行通信接口SCI(Serial Communications Interface)和RS485总线的多中断差分通信系统。实验证明,这种DSP+FPGA控制结构及模块化的设计,使得手指控制部分得以高度集成,同时DLR/HITII灵巧手获得很好的整体性能和稳定性。     

一种FFT并行处理机的设计与实现

专用指令集处理器具有数字信号处理器的可编程性和专用处理电路的高速性,以专用指令集处理器为核心构成的阵列式并行处理系统在高速实时处理方面有着非常重要的应用．为此,提出了一种基于专用指令集处理器的快速傅里叶变换并行处理机实现方法．设计了基于精简指令集处理器体系结构的可编程处理单元,以其为核心构成并行处理系统,采用通信矩阵解决了并行系统内各个处理单元间的数据交换问题,实现了1024点快速傅里叶变换的并行处理．实验结果表明,在快速傅里叶变换处理方面,其处理速度比典型数字信号处理器提高30％,且具有系统并行规模大、功能灵活可变、设计复杂程度适当、设计重复利用性好的优点,非常适合在现场可编程逻辑门阵列中以SoC的形式实现．     

Verification of instruction set specification for an ASIP

In order to gain the great performance of ASIP, this paper discusses different aspects of an ASIP instruction set specification like syntax, encoding, constraints as welt as behaviors, and introduces our ADL model based methodology to check them. The automatic generation of test cases based on our straight-forward instruction representation is shown, and the efficient generation of them with good coverage is shown as well. The verification of the constraint checker, a very important tool for programmer, is performed. Results show that the toolkit can find some errors in previous delivery tools, and the introduced methodology verifies the feasibility of our instruction set specification.