基于时间序列的蜂窝网络能量优化方法

针对移动终端在蜂窝网络中的能耗过高问题,提出了一种基于时间序列的能量优化算法--平衡优化算法（BOA）.该算法对移动终端在蜂窝网络中传输的数据块建立自回归滑动平均模型,通过预测下一个数据块的到达时间来动态调整尾巴时间,达到降低能耗的目的.实验结果及分析表明,BOA能达到93.86%的模型匹配率;相比于原标准下的Fixed-tail算法,能达到42.25%的能量优化效果,且用户使用移动终端时间越长,能量优化效果越好.     

H.266/VVC分步全零块判决快速算法

为了减少编码计算复杂度,提出分步全零块判决快速算法. 基于硬决策量化公式推导固定阈值,判决出真全零块. 通过与变换块尺寸和量化参数（QP）相关的自适应阈值,判决出伪全零块. 通过提取出8个与量化结果密切相关的特征,基于全连接神经网络（FCNN）对剩余未判决的块进行最后判决. 实验结果表明,提出的分步全零块判决快速算法在Low Delay B和Random Access配置下,在性能平均损失分别仅为0.458%和0.575%的情况下,分别平均减少了7.382%和7.237%的编码复杂度.     

基于媒体数字信号处理器的流预取机制

为了降低数据cache缺失而引起的延迟,提出一种针对媒体数字信号处理器MediaDSP64的一级数据cache优化策略,即基于流信息表的可变步长的最小差值预取,同时给出详细数据分析预取深度、流信息表项数和历史表长度对预取效果的影响,得出最优化的预取参数配置.仿真结果表明,该预取算法在最佳参数配置下针对评测程序H.264、DSP kernel和EEMBC消费类测试集性能分别提高了6%、32%和39%,处理器的平均访存时间分别减少了32%、56%和65%.     

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.     

混堆模式下集装箱堆场贝位分配问题研究

针对集装箱码头堆场的堆存原则,提出一种混合堆存策略,使得进/出口集装箱可以混合堆存在同一箱区内,同时又避免过分集中。在此基础上建立基于此混合堆存模式下以箱区间作业量平衡为目标的滚动计划混合整数数学模型,并采用Cplex对模型进行求解,得出各阶段进场集装箱的空间分配方案以及混堆模式中进出口集装箱贝位的最优比例关系。实例表明该混合堆存策略的合理性。     

用于FIR滤波器设计的共同子表达式消除新方法

提出基于等权重准则的共同子表达式消除(CSE)方法减少有限冲击响应(FIR)滤波器的硅面积与功耗开销. 该方法通过在等权重的系数位中选择子表达式, 然后消除不等权重的共同子表达式, 减少加法器数量的同时确保了加法器的平均位宽较小. 另外, 该方法基于折叠直接型结构, 相对于采用转置型结构的传统方法减少约50%的寄存器开销. 针对如何寻找最优的共同子表达式, 介绍了一种低复杂度的矩阵搜索过程. 实验结果表明, 该方法相较于已有的H-CSE方法平均减少46%的电路面积以及69%的功耗; 相较于V-CSE方法平均减少45%的电路面积以及68%的功耗.     

基于DCT系数分布的全零DCT系数块的预先判别方法（增刊）

低码率视频编码时，经帧间预测后得到的运动补偿数据通常很小，对这些数据再进行DCT和量化后其DCT系数往往全为零。为减少编码器的运算量，提出了预先判断全零DCT系数块的方法。在分析现有判别方法对全零系数块的误判与漏判的基础上，从二维整数DCT 变换,量化和DCT系数的分布特性出发，提出了一种全新的判断方法，提高了判别效率，并给出了具有一般表示的判别式，可以应用于不同尺寸的变换块。实验结果表明，所提出的判别方法提高了全零DCT系数块的判别效率，与现有的方法比有高达35%的检出率。     

Research of Energy-saving Control of Oil-well Power Heater Based on RNN Neural Network

For the beam pumping unit,the power consumption of oil-well power heater accounts for a large part of the pumping unit.Decreasing the energy consumption of the power heater is an important approach to reduce that of the pumping unit.To decrease the energy consumption of oil-well power heater,the proper control method is needed.Based on summarizing the existing control method of power heater,a control method of oil-well power heater of beam pumping unit based on RNN neural network is proposed.The method is forecasting the polished rod load of the beam pumping unit through RNN neural network and using the polished rod load for real-time closed-loop control of the power heater,which adjusts average output power,so as to decrease the power consumption.The experimental data show that the control method is entirely feasible.It not only ensures the oil production,but also improves the energy-saving effect of the pumping unit.     

采用混合MTJ/CMOS和SABL结构的密码算法电路设计

为了在提高轻量级密码算法(Lightweight cipher algorithm, LWCA)电路安全性的同时降低功耗,提出了一种磁隧道结(Magnetic tunnel junction, MTJ)/CMOS混合结构查找表(Look up table, LUT)电路,该结构通过与感测放大器逻辑(Sense amplifier based logic, SABL)元件配合可以实现完整的PRESENT-80加密算法电路。设计将MTJ器件引入防护电路设计中,进而提出了一种基于混合MTJ/CMOS结构的双轨查找表(Look-up table, LUT)电路结构。首先,基于40 nm CMOS工艺库和MTJ器件仿真模型,使用新提出的双轨查找表结构设计了加密算法电路工作过程中所需要的关键S-box电路并通过了仿真验证。然后,利用该电路和敏感放大器逻辑元件电路结构组合设计了PRESENT-80密码算法的完整电路。最后对所设计的电路模型进行了相关性功耗分析攻击(CPA)攻击,同时为了方便进行对比研究,还对使用传统CMOS单轨和SABL双轨结构实现的PRESENT-80加密算法电路模型进行了相同条件...     

一种采用单双跳变的低功耗确定性BIST方案

为实现低功耗和高故障覆盖率,基于单跳变测试技术和2-bit扭环计数器,提出一种新型的单双跳变的确定性测试向量产生器.首先,与一般的确定性测试方案直接存储确定性种子不同,利用ROM存储控制信号并通过单双跳变生成确定性种子和确定性测试向量,这样控制信号的长度约为确定性种子的1/2,有利于降低功耗并节约存储空间.其次,2-bit减法计数器合理地过滤了冗余向量,大大缩短了测试时间并降低总体能耗.最后,为了适应不同的测试需求,还设计了相应的测试向量压缩算法和三种x指定算法.实验结果表明,平均功耗分别降低了42.36%、32.32%、38.94%,测试长度分别减少了77.6%、86.1%、84.3%,测试数据分别压缩了79.4%、65.2%、68.1%.     

基于混合BP神经网络的原油管道电耗预测研究

原油管道电耗的准确预测能够用于控制原油管道耗能水平,充分挖掘原油管道输送系统的节能潜力。实际采集到的原油管道运行数据具有波动范围大的特点,且存在严重的噪声干扰和信息冗余,对精确预测管道电耗造成不良影响。为解决上述问题,提出一种基于混合神经网络的电耗预测模型。利用自适应噪声的完备集成经验模态分解,对原油管道日运行数据进行分解;利用主成分分析对分解后数据做降维处理;利用改进粒子群算法调节神经网络结构参数;使用该模型预测某原油管道电耗,并与常见的几种预测模型展开对比。结果表明,分解算法能够提高模型预测精度;该混合神经网络模型预测精度最高,其测试集的平均绝对误差为5.394%,较使用分解算法前降低39.200%。     

基于改进YOLOv3的复杂场景车辆分类与跟踪

针对天气条件和车辆间相互遮挡对车辆分类与跟踪准确性和稳定性的影响,提出一种基于改进YOLOv3与匹配跟踪的混合模型。改进的YOLOv3网络参照密集连接卷积网络的设计思想,将网络中的残差层替换为密集卷积块并改变网络的设计结构,利用Softmax分类器将密集卷积块与卷积层中融合的特征进行分类。根据单帧图像的检测结果,设计目标匹配函数解决视频序列中车辆的跟踪问题。在KITTI数据集的测试中,改进算法的平均准确率为93.01%,帧率达到48.98帧/s,在自建的数据集中平均识别率为95.79%。试验结果表明,本研究方法在复杂场景中能够有效的区分车辆种类且准确性更高,车辆跟踪的算法具有较高准确性和鲁棒性。     

一种降低预测模式开销的帧内预测方法

提出一种新颖的帧内预测方法．比较每种预测模式的预测块与直流(DC)预测模式的预测块之间的绝对差和．进而判断当前块在各种预测模式下的预测块是否相似．若当前块的各种预测块都相似,则将所有预测块的均值作为当前块的最终预测结果,且不必编码预测模式．实验结果表明,提出的方法较H.264/AVC能够获得更高的编码性能,在恢复视频客观质量PSNR相同时,码率平均下降2.40％,编码时间平均减少25.83％．     

降低OFDM信号峰平比的改进简单分组编码方法

OFDM的一个主要缺点是信号的峰值功率与均值功率比(峰平比)很高,简单分组编码是一种简单有效的降低OFDM信号峰平比的方法,但随着子载波数目增加,简单分组编码方法降低OFDM信号峰平比的有效性逐渐下降.为了克服简单分组编码的局限性,文中提出一种适用于任意子载波数目的改进简单分组编码方法.仿真结果表明,在同样的输入信息序列条件下,相对于简单分组编码方法,改进的简单分组编码可以获得较好的峰平比性能改善.     

嵌入式Flash读取加速技术及实现

为了解决低成本和低功耗应用中的嵌入式Flash读取速度问题,提出多种基于缓存结构的嵌入式Flash读取加速技术及实现,包括低频快速访问技术、回填隐藏技术和改进型关键字优先预取策略,以及具有自适应预取功能的缓存锁定技术、预查找技术等,通过这些技术的整合应用,在提高Flash读取性能的同时,保持较低的功耗.仿真实验证明：在占用资源（缓存容量）较少,频率较低（用于部分低功耗应用）的环境下,这些技术的应用使加速控制器的加速性能与传统的2路组相联缓存相比得到了明显的提升（20%~40%）,同时加速控制器中读加速单元的动态功耗与传统2路组相联缓存相比降低了40%左右.     

Design of area and power efficient Radix-4 DIT FFT butterfly unit using floating point fused arithmetic

In this work, power efficient butterfly unit based FFT architecture is presented. The butterfly unit is designed using floating-point fused arithmetic units. The fused arithmetic units include two-term dot product unit and add-subtract unit. In these arithmetic units, operations are performed over complex data values. A modified fused floating-point two-term dot product and an enhanced model for the Radix-4 FFT butterfly unit are proposed. The modified fused two-term dot product is designed using Radix-16 booth multiplier. Radix-16 booth multiplier will reduce the switching activities compared to Radix-8 booth multiplier in existing system and also will reduce the area required. The proposed architecture is implemented efficiently for Radix-4 decimation in time(DIT) FFT butterfly with the two floating-point fused arithmetic units. The proposed enhanced architecture is synthesized, implemented, placed and routed on a FPGA device using Xilinx ISE tool. It is observed that the Radix-4 DIT fused floating-point FFT butterfly requires 50.17% less space and 12.16% reduced power compared to the existing methods and the proposed enhanced model requires 49.82% less space on the FPGA device compared to the proposed design. Also, reduced power consumption is addressed by utilizing the reusability technique, which results in 11.42% of power reduction of the enhanced model compared to the proposed design.     

现场可编程门阵列动态重构下的低功耗研究

提出了一个开关级模型来估算在不同布线结构参数（输入端口和输出端口的连接块复杂度）下现场可编程门阵列（FPGA）在动态重构（RTR）工作状态下的功耗，并对基于查找表（LUT）和逻辑块结构的FPGA，给出了用于估计电容的FPGA基元等效电路.在功耗估计部分考虑了动态重构下被激活逻辑块的统计分布，使用改进型fpgaEva-LP构架，同时分析电容和开关转换频率，进而估算出功耗，并得出了连接块的复杂度与功耗的关系.结果表明,合理地选择连接块的复杂度可以有效地降低功耗.     

液压混合动力挖掘机能量再生控制研究

针对挖掘机耗油高、排放差等问题,通过分析挖掘机工况特征及发动机输出扭矩的波动情况,结合能量再生系统功率密度大的特点,提出将液压混合动力以并联方式配置在挖掘机上代替传统单一动力源的新型节能方法.该方法通过吸收发动机多余功率、回转装置的惯性能和动臂处的重物势能达到节能目地,对不同的能量回收装置控制方式进行了分析,设计了基于智能PID的转矩和转速控制算法,并通过仿真和模拟实验平台验证了算法对提高系统控制性能的有效性和适用性.研究结果表明,采用该方法可平均发动机的功率,高效回收系统能量.     

一种快速的反向k近邻查找算法及其改进

提出一种快速的反向k近邻查找算法,该方法利用现代计算机具有外存便宜、运行速度快的特点,预先计算数据之间的距离,并组织为数据索引块存储于外存,由计算机在空闲时自动进行维护.在进行反向最近邻查询时,只需读入相应的索引块,就可进行直接查询,其时间复杂度为O(N),而且不受k的影响.为减少索引块的读取时间,提出一种改进方法来有效地压缩索引块,仅用必要的二进制位来存储对象之间的距离,并将冗余减少到最低水平,提高了算法的效率.最后通过实验分析评估算法的有效性和效率.     

面向移动边缘计算的动态规划算法研究

移动边缘计算可以将用户任务卸载至边缘服务器,以减少移动设备的能耗与时延。通过研究边缘计算场景,提出了一种自适应动态规划算法,以优化用户的卸载决策。所提算法采用创新的比特流填表方式以节省计算时间,同时在满足时间约束的条件下减小能耗与时延。结果表明,该算法可在满足应用程序执行时间约束的前提下找到近似最优解,同时在不损失计算效率的前提下处理较大的卸载问题。