电脑小辞典——CPU篇（上）

CPU的英文全称是中央处理器。CPU的内部结构可分为控制单元、逻辑单元和存储单元三大部分。而CPU的工作原理就像一个工厂对产品的加工过程。进入工厂的原料(指令)，经过物资分配部门(控制单元)的调度分配，被送住生产线(逻辑运算单元)，生产出成品(处理后的数据)后，再存储在仓库(存储器)中最后等着拿到市场上去卖(交由应用程序使用)。     

基于双CPU模式RTU遥测单元的设计与实现

综述了已应用于某煤矿企业配电站"综自"控制的遥测单元的设计与实现过程。首先介绍了基于双CPU模式RTU遥测单元的设计思想,通过详实资料描述了该系统硬件组成与软件设计特点。重点分析了双端存储器在多CPU数据采集处理系统中的数据锁配合问题。提出了一种解决双CPU运行配合的新策略,并进行了调试和分析,实验结果表明在数据采集处理系统中采用双CPU模式可以有效地提高RTU单元的处理速度,节约传输时间。     

嵌入式 CPU 总线接口单元设计

随着嵌入式技术的不断发展,对嵌入式 CPU 的要求越来越高,而总线接口单元是嵌入式 CPU 不可或缺的重要组成部分,它为嵌入式 CPU 和外设及存储器之间提供了接口控制,是决定系统性能的重要因素。深入了解总线接口单元的基本结构和设计方法对嵌入式的开发大有好处。     

基于现场可编程门阵列的RISC处理器设计

基于现场可编程门阵列(FPGA)平台,设计嵌入式精简指令集计算机(RISC)中央处理器(CPU)。参考无内部互锁流水级微处理器(MIPS)指令集制定原则设计CPU指令集,通过分析指令处理过程构建嵌入式CPU的5级流水线,结合数据前推技术和软件编译方法解决流水线相关性问题,并实现CPU的算术逻辑单元、控制单元、指令cache等关键模块设计。验证结果表明,该嵌入式RISC CPU的速度和稳定性均达到设计要求。     

基于混合模式匹配算法的网络入侵检测

为了提升中央处理单元(CPU)和图形处理单元(GPU)协同检测网络入侵的性能,本文提出了一种具有数据包有效载荷长度约束的CPU/GPU混合模式匹配算法(LHPMA)。在分析CPU/GPU混合模式匹配算法(HPMA)的基础上,设计了长度约束分离算法(LBSA)对传入数据包进行提前分类。利用CPU中的预过滤缓冲区对较长数据包进行快速预过滤,结合全匹配缓冲区将较短数据包直接分配给GPU进行全模式匹配,通过减少有效载荷长度的多样性,提升了CPU/GPU协同检测网络入侵的性能。实验结果表明,LHPMA增强了HPMA的处理性能,充分发挥了GPU并行处理较短数据包的优势,并且LHPMA提高了网络入侵检测的吞吐量。     

基于GPU的可见光与红外图像融合快速实现

为利用统一计算设备架构（CUDA）强大的并行处理能力实现快速图像融合,提出一种适用于并行运算的图像融合算法,包括高斯滤波、直方图均衡、基于小波变换的图像融合。通过CUDA编程对以上算法进行实现,并将其与对应的CPU程序相比较,实验结果表明,图形处理单元（GPU）执行效率比CPU高出一个数量级,并且随着数据量的增加,GPU的加速比还会增大。     

MC146818与单片机的接口技术

详细介绍MC 146818实时时钟器件的内部结构、引脚定义、地址分配、单元编程以及其中断系统。引出Motel电路概念,使MC 146818与CPU直接接口,并介绍了接口软硬件技术。     

图数据库中基于GPU的图分析计算方法

现有的图数据库对于在线分析操作大多采用基于CPU的分布式图计算引擎（如GraphX）,但CPU核心数量有限的不足会导致计算效率低下,同时集群间的同步也会产生额外的通信开销。通过使用图形处理单元（GPU）对图计算进行加速,设计并实现图处理系统RockGraph。该系统能够根据用户需求从图数据库中提取出包含核心信息的子图,经过数据格式转换后,利用JNI工具调用动态链接库,采用超显存GPU图计算框架进行在线分析,并将计算结果写回图数据库。实验结果表明,与基于CPU的分布式图计算系统相比,RockGraph的图分析效率可提高3倍~5倍。     

DSP中指令Cache的低功耗设计

设计了一种低功耗指令Cache：通过在CPU与一级指令Cache之间加入Line Buffer,来减少CPU对指令Cache的访问次数,从而降低指令Cache的功耗。此外在Line Buffer控制器中添加了重装控制单元,当指令Cache发生缺失时,能将片外存储单元中的指令直接送给CPU,从而最大限度地减少由于Cache缺失所引起CPU取指的延迟。经验证,该设计在降低功耗的同时,还提升了指令Cache的性能。     

基于CAN总线的电喷系统控制单元设计

文章介绍了摩托车发动机电喷系统控制单元（ECU）的工作原理,提出了一种基于CAN总线的电喷系统控制单元（ECU）的设计方案。介绍了该控制单元的硬件结构、软件的设计方法、系统微处理器外围串行接口（SPI）与CAN控制器通讯的过程,分析了该电喷系统控制单元设计的优点。     

工业控制系统内建安全设计与防护

1工控安全特殊性1.1工业控制系统的组成（1）输入/输出单元：传感器,阀门,现场设备。（2）控制单元：PLC,智能电子设备,远程终端单元,控制器。（3）通信网络：以太网,无线,工业协议。（4）操作单元：SCADA软件,服务器,人机接口,应急管理系统,控制中心。1.2工控系统安全的特殊性（1）可用性要求特别高。要求10年×365天×24小时不能停车,可用性〉99.99%;（2）危害更大。     

CPU是怎样工作的？

中央处理单元(CPU)是PC机的大脑,计算机系统处理数据的能力主要取决于CPU。尽管在1999年,CPU的工作速度就从600MHz跳到了1GHz,但是这一进程仍然在继续,科研人员和厂商还在不断     

了解CPU核心类型，助你更好地选购CPU

核心（Die）又称为内核,是CPU最重要的组成部分。CPU中心那块隆起的芯片就是核心．是由单晶硅以一定的生产工艺制造出来的．CPU所有的计算、接受／存储命令、处理数据都由核心执行。各种CPU核心都具有固定的逻辑结构,一级缓存、二级缓存、执行单元、指令级单元和总线接口等逻辑单元都会有科学的布局。     

基于OpenCL的GPU加速三维时域有限差分电磁场仿真算法研究

提出了一种基于开放运算语言（OpenCL）的GPU加速三维时域有限差分（FDTD）电磁场仿真计算的方法．该方法利用图形处理单元（GPU）的并行处理特性并结合OpenCL接口标准实现了时域卷积完全匹配层（CPML）吸收边界条件的三维FDTD的高性能加速计算．首先设置FDTD仿真参数并动态申请内存空间,然后初始化OpenCL的计算参数,对三维电磁模型基于OpenCL进行FDTD加速仿真．本方法显著提升了FDTD电磁场仿真速度,与利用CPU计算相比速度提升可达5-8倍,且具有CPML吸收边界条件,可以模拟电磁波在自由空间的传播;基于OpenCL编译的语言程序可以运行在CPU或GPU硬件上,并可充分发挥多核CPU的并行计算能力,使得FDTD电磁场仿真具有更广泛的实际应用．     

欧姆龙2008秋季新品发布会在沪隆重举办

近日,“欧姆龙2008械季新品发布会”在上海欧姆龙工厂隆重举行,自动化业界专家、媒体及用户代表100多人出席。新产品新颖的出场形式以及欧姆龙资深专家的精彩诠释,大家感受到了“心”与“新”的交融!亲自见证了欧姆龙新品CJ2系列可编程控制器、CP1H／L系列新CPU单元和扩展单元、SYSDRIVE 3G3RX系列变频器以及G9SX—SM安全停止检测单元在国内的首次发布盛况。     

嵌入式CPU的存储器管理单元

随着嵌入式技术的不断发展,对嵌入式CPU的要求越来越高,而存储器管理单元是嵌入式CPU不可或缺的重要组成部分,它允许程序员使用虚拟地址进行编程,简化了任务编程。深入了解存储器管理单元MMU的工作原理和基本结构对嵌入式开发大有好处。     

基于CPU+GPU混合架构的多波束声纳并行信号处理研究

现有CPU （中央处理器）无法满足多波束声纳实时处理的要求,结合了CPU和GPU （图形处理单元）两者的优点,提出了CPU+GPU的混合编程架构,该架构可实现数据的两级并行处理,为多波束声纳信号的的实时处理及复杂算法的实现提供了解决方案。     

基于GPU的遥感影像数据融合IHS变换算法

提出基于图形处理单元（GPU）的遥感影像IHS融合算法,利用图形硬件的可编程渲染器和其处理数据的并行性,把IHS的正反变换映射到GPU中进行计算。应用RTT和MRT技术实现IHS正反变换中3个分量的并行渲染输出,加速计算过程。实验结果表明,在数据量较大时,该算法的处理速度比基于CPU的算法速度更快。     

基于SAE J1939协议的车辆网络集成方法

电控单元（ECU）是车辆内部系统控制模块的代名词。本文介绍如何集成自定义ECU和具有SAE J1939CAN接口的ECU产品,实现基于SAE J1939协议的车辆网络,完成自定义ECU的信息采集和各ECU间的信息交换。该网络使用双核单片机和μC/OS-Ⅱ操作系统,通过液晶显示器和按键实现信息交互,解决了车辆仪表盘信息量较少和故障诊断实时性不足等问题。该方法可推广应用到其他工业环境类似的CAN通信领域,如列车控制、工厂控制等。     

塑料机械搬运系统:运动控制和机器人控制功能在一台PC上实现

注塑机和吹塑机越来越多地与搬运系统打包在一起作为一个生产单元提供。BeckhoffPC控制技术可为此提供基于同一个CPU的软件平台。不同的机器人方案,如搬