一种渐变的多核共享Cache划分算法

针对多核共享Cache动态划分技术存在硬件存储开销较大、划分颠簸等问题,提出了一种渐变的多核共享Cache动态划分算法。渐变算法旨在追求最优划分性能的同时,减小划分机制实现的硬件开销。渐变算法采用基于组相联Cache路的划分机制,每次划分时最多只允许1路的Cache转移。具有硬件存储开销小、划分稳定、易于实现等特点。例如,对于1MB的16路组相联L2Cache,渐变的Cache动态划分机制仅增加0.01%的硬件存储开销,与UCP方法比较,增加的硬件存储开销可减小至6.25%。     

多核处理器共享Cache低功耗可重构方法

为了降低整个处理器的功耗, 分析了当前多核Cache低功耗技术, 并提出一种面向多核共享Cache低功耗的重构方法.在共享Cache上进行静态重构, 分析了Cache重构的必要性, 然后在Cache访问的过程中加入重构策略.实验结果证明:在性能平均损失4%的情况下, 功耗平均降低了18%左右.     

片上多核处理器末级共享Cache可重用数据预测机制

为了减少片上多核处理器(Clip multi-processor,CMP)末级共享Cache中的干扰,根据应用程序的存储访问频率特性,提出了一种基于替换算法的可重用数据预测机制。当末级共享Cache的数据将被替换时,先检测此数据的历史访问信息,根据历史访问信息过滤出会被重复使用的数据,并将其保存在片上专用存储器中。仿真结果表明:本文的可重用数据预测机制将IPC(Instruction per clock)平均提高了2.9%,平均减少了应用程序中22.69%的有害替换,有效地减少了Cache抖动。     

基于多核处理器平台的公平调度算法

为了减少多核处理器系统全局调度算法中共享L2cache抖动,在Pfair调度算法基础上提出一种新的Cache感知的软实时公平调度算法.通过对WSS(work set size)、子任务截止时间和任务负载建立多因素优先级模型,并将此优先级模型应用到改进后的Pfair算法中,该算法的调度决策在系统负载较重的系统中对WSS具有自适应性.模拟实验结果显示:在对称4核和8核处理器系统中,该算法任务丢失率低,且在系统负载重时能够减少共享L2cache抖动,其整体调度性能优于传统的G-EDF(global-earliest deadline first)调度算法和Pfair调度算法.     

一种基于Cache机制的低功耗Flash控制器设计

为降低消费类电子产品中嵌入式Flash的读取功耗,设计了一种基于Cache机制的Flash控制器。将Cache机制引入Flash控制器中,运用控制变量的方法,分析了容量、关联度和行长与Cache命中率、微控制器功耗的关系,给出了Cache相应的参数。结果表明,容量选择1024字节、关联度和行长选择4字/1路模式时,Cache具有较高命中率,微控制器功耗的优化效果最为明显。     

基于G-Chord的Cache共享模型

提出了一种基于G-Chord算法的节点Cache共享模型,实现对象的搜索、存储和分发,有效地利用了客户节点的缓存内容,提高了客户间的合作,减小了客户的等待时间,降低了服务器的压力.仿真实验证明,采用G-Chord算法处理节点的路由表长度有了显著的缩减,能够保持较好的平均路径长度.此外,对分组数量的不同取值、节点负载的研究也为G-Chord的分组方案提供了一定的参考依据.     

磁盘阵列Cache算法精确测评系统研究

磁盘阵列Cache算法的优劣是决定磁盘阵列性能的关键因素之一,精确的测试和评估方法对设计高效率的Cache算法至关重要.为了精确评估磁盘阵列中Cache算法的性能及其对系统I/O性能的影响,设计了一个Cache算法测评系统.依据磁盘阵列的系统构成和运行模式,建立了评估Cache算法的运行环境模型,包括I/O操作的产生和排队模块、Cache算法插槽模块、预取算法模块和磁盘模拟器4个部分.其中I/O操作的产生和排队模块能够产生多种形式的I/O操作负载及重放实际系统的I/O操作负载;Cache算法插槽模块用来挂载待评估的Cache算法;磁盘模拟器采用DiskSim,保证了测量磁盘I/O操作响应时间的精确性.系统能够精确测量Cache算法的命中率,以及对存储系统I/O操作平均响应时间的影响.实际测量了LRU算法的命中率和I/O操作平均响应时间,测量结果与既有的研究成果相吻合,从而验证了系统的性能.因此,系统具有良好的可靠性、可用性和可扩展性.     

多核处理器Cache一致性的改进

针对Cache目录一致性协议,提出一种Home自稽查和私有数据本地访问的方法。利用Cache写机制同步更新Home过程,增加Home稽查流程来判断Home Core工作状态,并通过广播使副本数据无效的方法来解决Home Core异常带来的Cache不一致问题;通过静态区分本地和共享数据,使本地数据不参与Cache一致性过程来提高访问效率。仿真测试表明,改进后的Cache一致性在数据准确性和访问效率有所提高,方案合理可行。     

微型计算机系统中Cache的结构及性能分析

在对 Cache原理和结构的研究基础上 ,以 80 386和 Pentium为例 ,分析了微机系统中的 Cache结构以及 Cache结构对微机系统性能的影响。     

基于Profibus-PA的多通道温度变送器设计

提出了一种基于Profibus-PA的多通道温度变送器的硬件设计方案.分别阐述了该方案中信号采集、ARM处理平台、系统电源、通信系统4个部分的设计原理与选型思路.此设计支持Profibus-PA通信协议,利用单协议栈实现多通道温度测量,同时提供数据的高速、可靠传输,实现了由Profibus-PA总线供电,以应用于具有本质安全防护要求的场合.     

基于异构多核的LLC缓冲管理策略

针对异构多核架构下,大量共享末级缓存（last level cache,LLC）空间被GPU应用程序占据,导致系统性能降低的问题,提出了一种基于异构多核的LLC缓冲管理策略buffer-for-GPU（BFG）.该策略在共享末级缓存旁侧建立一个与其结构相同的缓冲buffer,缓存不敏感GPU消息直接访问buffer而不访问LLC.针对CPU应用程序和GPU应用程序不同的特性,采用合理的替换策略,增加cache命中率.结果表明：BFG使CPU和GPU每一时钟周期内所执行的指令数（instruction per cycle,IPC）分别平均提升2.48%和9.30%,CPU应用程序命中率平均提升70.45%.BFG可以有效地过滤GPU请求,为CPU应用程序腾出LLC空间,从而提高系统性能.

     

应用GPU编程的水声对抗视景系统关键技术

针对水声对抗复杂环境的实时细致再现问题,应用图形处理器(GPU)编程技术,基于开放场景图(OSG)视景引擎研究开发了一套通用的视景仿真系统.设计了系统的体系结构和场景组织,利用投影网格模型和GPU上快速傅里叶变换的方法生成海浪网格;采用纹理映射技术实现了海面的反射和折射效果;并实现了海底的光束、浮帘粒子和模糊效果;依据后续渲染技术模拟了场景的高动态范围(HDR)效果;基于FMOD音频引擎开发了OSG声音节点类,实现了物体三维声音、事件声音和背景声音的播放;基于多播组通信方式,提出了一种同步性较好、可自由拼接和拆分的多通道组合显示方法.实际应用结果表明,该系统具有较好的实时性和更好的显示效果.     

RAID及并行预取技术分析

介绍目前常用的RAID级别,并从I／O响应时间、磁盘调度算法、数据预取策略、Cache替换算法方面分析了并行预取技术．最后提出了设计并行预取系统的若干建议。     

对多声道音频文件的基于旋律的音频检索系统设计

基于音频相关属性信息进行检索的音乐检索系统具有较大的局限。近年来,基于旋律的音频检索技术的研究成为音频检索技术的热点课题,对单声道音频的旋律特征提取算法作了较深入的研究。本文在分析音乐旋律表达的基础上,研究多声道文件的旋律特征,提出了多声道文件的旋律提取方法,设计完成了面向多声道MIDI格式文件的基于哼唱的音频检索系统。结果表明,系统具有良好的检索功能。     

多路温度测控系统的设计

目的利用单片机技术设计多路温度测控系统，实现多路温度的测量和控制．方法系统以单片机AT89C52为核心，利用多路转换器和新型数字器件MAX6675构成8路K型热电偶温度测量电路，利用D／A转换器AD7528和驱动电路构成输出电路，实现8路一一对应的闭环温度测量控制．系统软件采用PID控制器．结果实践证明，可根据需要增减系统温度信号采样通道的数目，使用软件抗干扰措施，提高了采样数据的可靠性．简化了输入输出硬件结构，使系统具有低成本高速度和较好的测量控制精度．结论多路温度测控系统作为整机适用于现场测量控制应用，也可作为多路温度控制模块应用在体积小、温度测量精度要求较高的大型系统中．     

对多声道音频文件的基于旋律的音频检索系统设计

基于音频相关属性信息进行检索的音乐检索系统具有较大的局限。近年来,基于旋律的音频检索技术的研究成为音频检索技术的热点课题,对单声道音频的旋律特征提取算法作了较深入的研究。本文在分析音乐旋律表达的基础上,研究多声道文件的旋律特征,提出了多声道文件的旋律提取方法,设计完成了面向多声道MIDI格式文件的基于哼唱的音频检索系统。结果表明,系统具有良好的检索功能。     

Delay-independent decentralized H∞ control for multi-channel discrete-time systems with uncertainties

A robust decentralized H∞ control problem was considered for uncertain multi-channel discrete-time systems with time-delay. The uncertainties were assumed to be time-invariant, norm-bounded, and exist in the system, the time-delay and the output matrices. Dynamic output feedback was focused on. A sufficient condition for the multi-channel uncertain discrete time-delay system to be robustly stabilizable with a specified disturbance attenuation level was derived based on the theorem of Lyapunov stability theory. By setting the Lyapunov matrix as block diagonal appropriately according to the desired order of the controller, the problem was reduced to a linear matrix inequality (LMI) which is sufficient to existence condition but much more tractable. An example was given to show the efficiency of this method.     

星载多通道SAR的模糊特性研究

为解决星载SAR的高分辨率和宽测绘带之间存在的矛盾,引入了多通道模式．基于多通道SAR的工作原理,深入分析了多通道SAR模糊信号的来源;从子带滤波和多通道重构的角度,提出多通道SAR的方位模糊计算方法,最后给出了仿真实例．仿真结果表明,该方法能够有效应用于星载多通道SAR设计中,指导选择合适的脉冲重复频率,以降低方位模糊和距离模糊．