基于软硬件协同设计的内存虚拟化研究

在纯软件实现的X86系统仿真模型中,客户机的访存性能较低,是制约X86系统仿真性能的瓶颈之一。文章借鉴协同设计虚拟机的思想,提出了一种软硬件协同设计的内存虚拟化方案,设计并实现了硬TLB及其访问扩展指令,通过交叉编程使软MMU和硬TLB协同工作,提高地址转换效率。实验表明,软硬件协同设计方案提升了36.7%的访存带宽,显著提高系统仿真性能。     

一种SOC软硬件协同验证方法的设计

SOC设计验证方法性能的优劣直接影响到芯片设计质量和设计效率,在归纳总结软硬件协同验证测试技术、方法和调试技巧基础上,设计了一种基于C语言和串行接口的软硬件协同验证测方法.SOC设计实践证明,该方法透明、简便、高效,测试代码可重复使用,可以广泛用于各种类型的SOC系统设计.     

媒体处理器软硬件协同仿真验证平台

为了加快媒体处理器设计的软硬件协同仿真速度,基于可配置平台的软硬件协同设计方法,建立了一个通用媒体处理器的软硬件协同仿真和验证平台.该平台由可配置的硬件子平台和软件子平台组成,通过平台的配置性和重用性来进行媒体处理器设计的验证.采用此平台进行了32位媒体数字信号处理器MediaDSP3200的功能验证和应用程序开发.实验结果表明,该平台加快了媒体处理器设计的仿真验证过程,与硬件描述语言(HDL)软件仿真器相比,平台仿真速度快7～15万倍;利用软件子平台对硬件子平台的控制,实现了硬件仿真验证中难以实现的调试功能.     

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%.     

基于网格的协同设计框架

针对如何实现高度资源共享和远程协同设计的问题,提出基于网格的大规模协同设计环境(Grid-based Large-scale Collaboration Environments,简称GLCE),并给出GLCE的软件结构,进而在开放式网格服务架构(Open Grid Services Architecture,简称OGSA)的基础上提出一种基于网格的协同设计框架(Grid-based Collaborative Design Frame,简称GCDF),对框架中的关键技术如协同感知、协同交互等进行了讨论.GCDF框架实现了异地分布人员协同设计的功能,并且适应网格环境的变化,最大程度地实现了资源共享.     

基于C/S模型的过山车虚拟协同设计与仿真系统

为了解决传统设计的弊端,有效降低设计成本,提高过山车的安全性和运动特性,根据国内过山车游乐设备研制的实际情况,开发了基于C/S模型的过山车虚拟协同设计与仿真系统,构建了该系统的6层次模型的体系结构,介绍了面向装配的、具有交互界面的支持多用户协同设计的参数化设计子系统,以及由有限元分析平台、协同仿真平台和安全性评价平台3个功能模块组成的虚拟样机分析子系统.虚拟样机分析子系统能预估和评价设计方案和设计产品的产品功能、机械性能、安全性及可加工性等方面可能存在的问题,能将全部分析数据反馈给设计过程.采用数据库技术构建了含2个子系统的数据管理系统,实现多个子端自动加载、卸载数据源和对数据快速准确的传输、保存.     

基于FPGA的I^2C总线控制器设计

分析了I^2C总线的工作原理及其数据传输时的总线规范,采用FPGA实现I^2C总线控制器各模块功能,模拟I^2C总线器件和处理器之间的数据通讯,仿真结果表明其能满足I^2C总线的电气特性及传输规范要求。     

基于SOA的工程协同设计环境

针对当前复杂产品设计中智力资源和知识资源异地分布、学科领域广泛交叉的现状,研究了面向服务架构下的工程协同设计环境,讨论了实现该设计环境的关键方法与技术,包括以SORCER为基础的底层技术架构,标准化的设计服务接口与信息交互协议的建立,智力资源和知识资的封装等.最后以工程布局设计为例初步验证该设计环境的有效性.     

基于NX Moldwizard的注塑模结构协同设计研究

注塑模结构详细设计阶段实现协同设计,需具备并行性、任务指派、权限控制、数据同步和冲突检测消除机制等要素,指出注塑模结构协同设计方法主要由产品、模具结构特点和可调配资源决定,总结了NX Moldwizard协同设计的常用流程,并通过一款具有复杂零件结构的相机外壳的注塑模的工程实例,证明NX Moldwizard协同设计显著缩短了模具的设计时间,提高了模具设计开发的效率给出了工程应用价值案例．     

基于CORBA的纺机协同设计研究

基于CORBA的三层B／S结构,提出了纺机协同设计原型系统,并对纺机协同设计的过程控制、产品多模型 视图和基于多代理的协同组织机制等关键技术进行了深入探讨。     

交流采样硬软件实现的研究

本文在目前电力系统交流采现实现方法的基础上提出了用于交流采样的系统频率倍频信号的可靠提取的硬件方法，以及复功率四象限变化时有功和无功大小、方向的计算方法。     

一种适于FPGA实现的中值滤波及软硬件协同仿真

针对中值滤波处理图像时存在的缺陷,提出了一种基于简单椒盐噪声滤波算法的极值中值滤波算法,通过对256×256×8 bits的Lena图像和Link for ModelSim仿真验证了该算法的处理效果.结果表明,该算法能很好地滤除椒盐噪声和保护图像细节,易在FPGA上实现,提高了图像的处理速度.另外,为了加快系统的功能验证,在系统仿真中使用Link for ModelSim组件,打破了软硬件间的屏蔽,节省了仿真时间.     

应用于软件无线电的QDPSK调制解调算法的硬件实现

介绍了应用在软件无线电技术中的4进制相对相移键控调制解调算法原理,完成了该调制解调算法的MATLAB建模和仿真,设计了基于VerilogHDL语言的调制解调系统各个模块及整个系统的硬件,实现了基于QuartusII 6.0开发环境的功能仿真和综合.仿真结果显示,该设计方案成功地实现了基于FPGA的4进制相对相移键控调制解调算法,得到了预期结果.     

基于Visual C＋＋的SolidWorks二次开发技术探讨

介绍了三维设计软件SolidWorks及其二次开发技术的基本原理,并举例说明了利用VisualC＋＋6．0作为开发工具,结合软件本身提供的API接口工具,对SolidWorks进行二次开发的基本方法。     

一种基于FPGA的硬件神经网络设计方法

在FPGA硬件神经网络设计中激活函数的实现和数据表示方式是两个难点。本文提出了用非线性函数和21位定点法相结合来实现激活函数的逼近算法,采用源码定点表示法实现数据的硬件表示,明显减少了FPGA的资源占用,降低了激活函数逼近算法的复杂性和实现难度,最后,给出实际FPGA硬件神经网络设计实例并进行了仿真验证。     

基于FPGA与CY7C68013A的USB接口系统设计

为解决PC104与基于FPGA的高速数据采集系统的数据传输,USB2.0接口实现了PC104和FPGA的通信。本文介绍了USB控制器CY7C68013A的特性,阐述了通过Verilog HDL语言设计FPGA对USB控制器的访问控制操作、USB控制器固件程序设计、USB驱动程序设计及PC104端的应用程序设计。结果表明,FPGA通过USB接口实现了高速可靠的数据传输。     

Visual C++/MFC下自定义控件的开发

针对软件开发的现状,以及软件开发的过程,讨论了一种利用Visual C ／MFC实现自定义控件的方法,给出了构件技术在管理软件的表格设计与实现的应用实例．无论用到那种形式的表格,都可以采用该方法将复杂的表格划分后与通用的表格构件对齐,实现千变万化的表格设计,也证明了构件技术是一种比较高效的开发技术．     

电磁泄漏型硬件木马设计与检测

针对集成电路在设计或制造过程中容易受到硬件木马的攻击,从而威胁芯片与硬件安全性的问题,介绍了硬件木马的基本原理及其分类方法,在此基础上设计了一种电磁泄漏型硬件木马,该木马电路能通过电磁发射的方式泄漏密码芯片的密钥.搭建了基于现场可编程门电路FPGA的AES（Advanced Encryption Standard）加密电路测试平台,利用旁路分析的方法,对该种结构类型的硬件木马电路进行了检测与分析.实验结果表明：该硬件木马电路能在使用者毫不知情的情况下成功获取128位的AES加密密钥;硬件木马检测方法能发现AES加密电路中的这种木马电路,并实现10^-2 的检测分辨率.     

基于FPGA的基-4 FFT算法的硬件实现

针对高速数字信号处理的要求，提出用FPGA实现基-4 FFT算法，并对其整体结构、蝶形单元进行了分析．采用蝶算单元输入并行结构和同址运算，能同时提供蝶形运算所需的4个操作数，具有最大的数据并行性，能提高处理速度；按照旋转因子存放规则，蝶形运算所需的3个旋转因子地址相同，且寻址方式简单；输出采取与输入相似的存储器；运算单元同时采用3个乘法的复数运算算法来实现．