总线可重配置的多处理器架构

本文提出了一种全新的总线可重配置的多处理器架构。该架构结合了多核与可重配置处理器的优势，具有并行性高、计算能力强、结构复杂度低并且应用领域广泛灵活的特点。对于该架构的实现，本文提出了VHDL层面的软件模拟。通过简化模型，用多个改进后的VHDL实现的8051核以及可重配置的多路开关进行了软件模拟。     

一种可重配置系统的模型

University of California，Irvine设计的MorphoSys M1作为粗粒度可重配置系统中一个比较有代表性的系统，对于很多多媒体应用都获得了很好的加速比，但是它在设计上的一些不足造成运算功能单元没有被充分利用,从而对其整体性能的进一步提升有较大影响．针对MorphoSys M1的不足，结合可重配置系统的研究现状和一些多媒体应用的特点，提出了一种新的可重配置系统的模型．实验数据显示，对于许多多媒体应用和加解密算法，改进后的模型相对于MorphoSys M1至少可以获得16％的加速比．     

基于FPGA的多模块动态可重配置系统

提出了一种基于现场可编程门阵列FPGA的多模块动态可重配置系统平台,并在该平台上实现了一个多模块动态自重配置发射机系统.与传统的动态可重配置系统相比,多模块动态可重配置系统的各动态模块能够单独地进行重配置,重配置控制比较灵活,部分重配置比特流较小,所需的部分重配置比特流数量较少.     

分布式可重配置航空测控系统设计与实现

通用化、小型化、高可靠性、使用便捷是对大型军用复杂武器装备外场保障设备的通用要求;近年来,随着网络技术、嵌入式计算机技术特别是"可重构计算"技术的发展,可重配置的嵌入式测控系统开发技术成为当前研究的一个热点;文章对该项技术进行了深入研究,并结合飞机子系统外场测试的实际情况,提出并设计实现了一种分布式可重配置航空测控系统;与传统的集中控制测试系统相比较,该系统的体积小、重量轻,使用方便,通过可重配置技术使得测控系统可适应不同的测试需求;该系统的设计实现对军用复杂武器装备外场检测设备设计具有很好的借鉴意义。     

动态可重配置的星上嵌入式实时计算系统

卫星上由于特殊条件的限制,计算机处理速度满足不了对信号处理的需要,而且不能在有限的硬件规模和功耗的情况下灵活地实现各种计算处理功能。提出了一种基于嵌入式微处理器配合大规模现场可编程门阵列（FPGA）的动态可重配置结构的星上实时计算系统的体系结构设计,可在一块FPGA资源上通过动态重配置实现不同的信号处理功能。实际应用证明,处理速度和性能得到了大幅度提高。     

可重配置DNC系统的设计与实现

为了使DNC系统适应不同配置的制造单元,同时有效地控制和管理制造单元中数控机床的加工过程,该文从DNC系统的控制软件可重配置以及硬件通讯平台可重配置的角度出发,提出了一种可重配置制造单元中数控机床的DNC控制设计方法,同时采用面向对象技术进行DNC系统软件的设计和开发,所开发的系统集NC程序编辑、NC程序管理、DNC控制为一体,能够满足动态单元和可重构制造单元等DNC的控制要求。     

一种多核动态可重配置处理器设计

动态可重配置技术因其所具有的高性能，低功耗和高度灵活性等特点，已经成为研究的热点。本文从动态可重配置处理器技术的基本概念，产生背景，实现方案分类等方面进行了介绍。提出了一种多核动态可重配置处理器设计方案。并简述了该技术目前存在的问题，展望了未来的研究方向。     

粗粒度可配置计算结构的研究与发展

论述了粗粒度可配置计算结构的特点、发展现状和未来发展方向。     

一种可重配置的存储器测试控制器设计

存储器在SOC中所占的电路面积越来越大,因此存储器的正确与否影响着SOC芯片的成品率。存储器中的故障种类繁多,单一的测试方法不能保证所有故障的100%覆盖率。本文通过对广泛应用的March算法进行了分析,提出了一种可重配置的存储器测试方法。在该方法中通过设置一组控制寄存器就可以灵活的实现各种March算法。另外,采用资源复用的方法,在嵌入式微处理器核中增加了一个有限状态机,几个控制寄存器和几条专门用于存储器测试的指令,可以方便的实现各种March算法,并且硬件开销非常小。     

动态部分重配置及其FPGA实现

动态部分重配置充分利用了FPGA芯片提供的可重配置功能，提高了FPGA芯片的利用率，减小了FPGA芯片的配置时间，有效地提高了系统的整体性能。该文介绍了动态部分重配置的两种实现方法，并在Spartan-II FPGA上进行了验证。     

可重构计算系统的研究与应用

可重构计算系统既具有在制造后的可编程性．又能提供较高的计算性能和计算密度。对可重构计算系统的基本概念以及系统构成概要介绍的基础上,通过一个实例给出了可重构计算系统的一种快速实现方法,与具有相同功能的其他系统相比．这种系统更灵活和高效。     

基于可重构系统的亚可抢占任务调度算法

针对目前在线调度算法忽略预留任务特殊性的问题,基于现有的放置策略,定义并证明一个可靠的基于最大邻接边数的放置策略。提出一种基于亚可抢占性的任务调度算法,即剥夺预留任务所占用的可重构资源再进行统一离线调度。实验表明,与已有算法相比,该算法具有更高的任务接受率和芯片利用率,且并未明显增加运行时的开销。     

基于可重构系统的时域划分技术的研究

可重构计算是一种介于ASIC和通用微处理器之间的新的提升计算机性能的方法,对于数字信号处理、流媒体技术、图像压缩、密码学、生物信息处理等计算密集型方面的应用,可重构计算技术可以发挥巨大的优势。基于具有较少重构时间的实时可编程逻辑器件(如FPGA)的用户可编程性,其可作为多种硬件资源使用。如果其配置信息可以迅速更改,则由逻辑器件实现的硬件功能也可实现迅速切换。硬件资源的大小是有限的,那些超过器件有效硬件资源的较大任务需要通过时域划分来解决。该文对可重构计算以及时域划分的定义、分类,国内外研究现状和常见的研究方法做了详细的描述,并综合分析了一系列时域划分算法并进行了相关比较。     

可重构安全系统建模与配置生成方法研究

以安全重构元为基础,能够提供高灵活性、适应性和可扩展性安全服务的可重构安全计算系统已成为当前安全研究领域的热点问题.目前,关于重构机理的研究主要采取基于功能候选集的静态重构配置生成方法,可重构安全系统作为一种主动安全防御手段,应具有动态自动重构的能力,避免人工介入导致的脆弱性.针对动态自动可重构安全系统的建模以及配置生成过程的描述问题,提出了一种基于直觉主义逻辑扩展的动态自动可重构安全系统逻辑模型SSPE,给出了逻辑模型SSPE上的语法和推理规则,设计了基于SSPE的等级化安全重构元和安全需求建模和表达方法,并给出了基于映射关系的安全重构元描述向逻辑语言的转换规则.最后,以IPSec协议为例,阐述了可重构安全系统重构配置的动态自动推理生成过程.基于直觉主义逻辑的可重构安全系统建模和配置生成方法,为研究可重构安全系统的重构机理提供了新的思路和方法,具有重要的意义.     

基于项重写的动态可重构系统建模与仿真框架

可重构系统建模与仿真是一项复杂的任务.本文从可重构计算模式的基本特征出发,建立计算与通讯并重的生产者-消费者系统架构,并提取其数据、计算、通讯基本元素,解决运行时的调度和加载问题,形成基于项重写理论的动态可重构计算系统建模框架.最后指出基于本框架进行系统规范描述、系统设计和仿真验证的方法与步骤.并以实例说明了不同的调度策略产生满足不同规范的应用系统,显示了本框架的通用性.     

粗粒度可重构SoC层次化配置存储器设计

配置信息的生成效率与质量直接影响着粗粒度可重构SoC结构的运行效果.传统的方法将配置信息作为一个整体存储器,每个处理单元在需要配置信息时都要从该存储器读取配置信息,运行效率低下且功耗较大.为降低配置信息生成方法的功耗,设计了一种低功耗层次式的配置信息存储器结构,将配置信息分为相互独立的操作配置信息和互连配置信息存储器两部分,实现了不同层次上的重构,最后根据上下文优化配置信息生成.实验结果表明:在运行性能不变的情况下,提出的配置信息生成方法功耗可以减少23.7%~32.6%.同时,由于操作和互连配置信息相分离,使得每次需要配置的存储器容量较小,在配置速度和性能上也有很大的优势.     

基于片上系统的可重构数控系统研究

为适应柔性化制造的发展趋势,提出了一种基于可编程片上系统的机床数控系统设计方案,使得数控系统可以按需重构;首先给出了嵌入式数控系统的总体硬件设计,接着说明了可编程片上系统(SOPC)的内部架构设计和Nios II软核处理器具体配置,实现MCU、DSP和用户逻辑在一片FPGA芯片上的集成;最后设计了数控系统的重构方案并在EP2C50芯片上进行了重构实验,共有9,963,392bit重构数据,在20MHz时钟下整个重构周期耗时748毫秒,能满足数控机床使用中的现场实时重构要求。     

Performance Analysis of Linear Algebraic Functions Using Reconfigurable Computing

This paper introduces a new mapping of geometrical transformation on the MorphoSys (M1) reconfigurable computing (RC) system. New mapping techniques for some linear algebraic functions are recalled. A new mapping for geometrical transformation operations is introduced and their performance on the M1 system is evaluated. The translation and scaling transformation addressed in this mapping employ some vector–vector and vector–scalar operations [6 and 7]. A performance analysis study of the M1 RC system is also presented to evaluate the efficiency of the algorithm execution. Numerical examples were simulated to validate our results, using the MorphoSys mULATE program, which emulates M1 operations.     

异构重构计算系统应用任务调度的性能分析

异构重构计算是目前高性能计算的研究热点.由于应用任务的异构性,以及体系结构的可重构性,导致异构重构计算的性能分析非常困难,现有的并行计算性能分析方法不再适用.本文提出一种基于应用任务调度的性能分析方法,该方法以异构重构计算系统模型和应用任务模型为基础,利用异构匹配、重构耦合矩阵,实现应用任务和处理部件的优化选择和耦合匹配,通过调度算法求出应用任务在异构重构计算系统中的完成时间,并进行了实例分析.     

可重构专用微处理器设计方法的分析

可重构计算技术在上世纪末到本世纪初成为计算机体系结构中的一个热门的研究领域.研制可重构微处理器体系结构也是今后微处理器体系结构研究的重要发展方向之一.本文首先对可重构技术进行了简要的介绍.在此基础上,从可重构粒度、范围和时机三个方面对可重构微处理器的设计方法做了分析.最后,文章提出了一种基于＂标准基本单元-可配置通路＂的设计思路.