基于龙芯CPU的服务器访存性能测试与分析

阐述了龙芯3号CPU的性能特点及应用情况,分析了影响内存带宽的因素以及龙芯与至强处理器之间的差别,并使用STRAM测试工具测试出它们之间实际的内存带宽差距。提升龙芯CPU的主频并且改进片内内存控制器来提升内存带宽,同时保证龙芯系列低功耗特点。     

龙芯3A平台Vxworks移植的研究和实现

龙芯3A处理器具有高性能低功耗的优点,在高性能计算、个人桌面应用、工业控制、高性能嵌入式等领域都有广阔的应用前景.目前龙芯系列平台大都是基于Linux系统,但在工业控制、高性能嵌入式等领域,高实时性和高可靠性的VxWorks才是比较理想的选择.在分析了VxWorks移植的主要内容基础上,详细研究了龙芯3A的VxWorks移植方法.针对具体工业应用,设计了一种基于龙芯3A的工控平台,并实现了对该平台的VxWorks移植.经过在龙芯3A开发板上的验证是可行的.     

国际要闻

Q uickLogic微瓦功耗级可编程控制器支持IntelRPX A2X X系列处理器嵌入式标准产品(ESP)和超低功耗FPGA的先驱企业QuickLogic公司发布了为IntelRPXA2XX系列处理器进行优化的微瓦功耗级可编程控制器。IntelRPX A2X X系列处理器基于In-telXScaleR技术而开发。电路设计者可以非常便捷通过Quick-Logic提供的可编程H DD磁盘驱动器扩展方案来连接IntelRPXA2XX处理器的私有接口与磁盘驱动器的IDE接口。包括手持导航设备、便携媒体播放器以及便携医疗系统在内的应用系统都可望从QuickLogic业界领先的低功耗技术受益。QuickLogi…     

ARM发布功耗效率最高的应用处理器，及重新定义传统功耗性能关系的解决方案

ARM公司近日发布了有史以来功耗效率最高的应用处理器ARMCortex-A7MPCore。同时发布的还有big．LITTL Eprocessing，一个重新定义传统功耗一性能关系的灵活的解决方案。Cortex—A7处理器是在Cortex-AS处理器所代表的低功耗领先工艺基础上进行开发的。     

嵌入式系统与网络设备

AMCC面向网络应用的高速PowerPC处理器Applied Micro Circuits公司推出针对网络和存储控制平面应用的高速PowerPC处理器。该产品称为AMCC440GR,基于PowerPC440超标量内核,可以提供更高的处理器速度、内存性能和集成的双FastEthernet。AMCC440GR适于线卡、系统控制和多重无线电装置,可以工作在高达667MHz的时钟频率下。AMCC440GR所需的功耗比440系列任何其他成员低1/3,因此适于低功耗应用。该处理器的双路FastEthernet控制器可工作在全双工和半双工状态,速率为10/100Mbps。它们可以配置为一个Mll、两个RMII、或双SMII端…     

基于龙芯多核处理器的云计算节点机

提出了一种基于龙芯多核处理器的高效能云计算节点机的软硬件设计和实现方法,并研制成功相应原型系统。实验和测试表明,本系统单节点取得了每秒0.256×1012次浮点运算能力（Tflops）,单一机柜可容纳42个1U节点机箱,672颗CPU,2 688个CPU核（672×4）的性能,总体具有基于龙芯多核处理器、高密度、高性能功耗比等优点,为基于龙芯多核处理器的云计算系统奠定了坚实基础。     

VxWorks下龙芯3A中断控制技术的研究

中断控制是嵌入式操作系统VxWorks正常运行的基础,是其具有高实时性的保障。针对VxWorks系统下中断控制驱动开发难度大、应用广等特点,首次提出了VxWorks系统中断控制驱动分层模型。基于该模型提出了VxWorks下中断控制驱动软件的设计方法,并基于该方法实现了VxWorks下国产龙芯3A处理器中断控制驱动软件的开发。最后提出一种优化龙芯3A中断控制性能的方法,大大缩短了中断响应时间,提高了系统的性能。     

片上二级cache漏流功耗控制策略研究

 随着工艺尺寸缩小和处理器频率的提高,大容量的片上L2 cache成为处理器漏流功耗的主要来源.提出的保守多状态(C-SP&;SD)和推断多状态(S-SP&;SD)两种L2 cache漏流功耗控制策略能够将状态保留(State-Preserving)与状态破坏(State-Destroying)两种低功耗模式相结合.如果一个数据在多级cache存储层次中存在多个副本,那么只保留一个副本处于活跃状态,其他副本均被转换到低功耗模式,并且在不显著影响处理器性能的前提下尽可能转换到更低功耗的状态破坏模式.与传统的L2 cache漏流控制策略相比,C-SP&;SD策略以较小的处理器性能损失换取较大的L2 cache漏流功耗节省,而S-SP&;SD策略则实现了最优的L2 cache漏流功耗节省和处理器能量效率.     

基于高密度计算的多核处理器电力芯片低功耗设计系统

多核处理器电力芯片是目前多种系统的重要组成部分,设计低功耗电力芯片,能够更好地保证系统正常运行。目前设计的电力芯片低功耗系统运行速度较慢,功耗难以达到用户要求,为此该文应用高密度计算设计了一种多核处理器电力芯片低功耗系统。兼容系统多核处理器与层次化AHB总线,探索处理器电力芯片的整体结构,集中处理存储数据信息,不断调整系统算法参数,通过高密度分析引入矩阵进行数据解析,确保运行过程的安全性。在分析处理器调度性能的基础上,利用高密度处理对数据进行层次化处理,避免数据冗余造成的系统运行故障。实验结果表明,引入所设计系统后电力芯片功耗减少了60%,加速比达到3.992,可以有效提高电力芯片运行性能。     

超低功耗微控制器

正STM32L0超低功耗系列微控制器基于32MHz ARM Cortex M0+处理器内核,内置12位模数转换器(ADC)和USB FS 2.0无晶振型解决方案。新产品的内部模数转换器树立了一个新的低功耗标准,在100ksps转换速率时,模数转换器耗电仅为40μA,在1.14Msps时,功耗仅升至200μA。结合处理器内     

传声器阵列语音采集处理系统设计

实现了基于低功耗Hi—Fi音频处理芯片Belasigna300和具有USB2．0控制器的微控制器STM32F103的语音采集处理系统。讨论了传声器阵列信号的采集、传输、片上处理及存储。系统体积小,音质好,功耗低。     

应用于LCD控制器的分页式帧缓冲接口的研究

随着液晶显示系统在手持设备中的广泛应用，低功耗已经成为液晶显示控制器芯片设计的重要目标。针对LCD控制器数据处理量大和工作频率高的特点，提出了一种新型分页式帧缓冲结构。该结构将帧缓冲分为未压缩页和压缩页两个部分。把用户存放在未压缩页中的显示数据进行压缩后写入到压缩页中，LCD显示时只需要从压缩页中读取数据进行解压缩即可维持刷新。这样降低了LCD控制器访问帧缓冲的频率，从而减小功耗。采用FPGA硬件平台进行性能及功耗评估。评估结果显示该结构在不影响显示性能的情况下显著降低了系统功耗。     

基于SOPC的非致冷红外热成像系统的研制

针对传统基于DSP+FPGA/CPLD架构的红外热成像系统存在体积大、数据传输链路长、功耗大等缺点,提出一种基于片上可编程(SOPC)的非致冷红外热成像系统.利用SOPC定制NIOSⅡ软核处理器、存储控制器及外围电路等成像系统的硬件,并由NIOSⅡ软核实现红外图像的处理和显示,使系统软硬件高度集成在同一芯片内.与传统的红外热成像系统相比,基于SOPC的非致冷红外热成像系统具有体积小、功耗低、性能稳定的优点.     

An Adaptively Dividable Dual-Port BiTCAM for Virus-Detection Processors in Mobile Devices

Network security for mobile devices is in high demand because of the increasing virus count. Since mobile devices have limited CPU power, dedicated hardware is essential to provide sufficient virus detection performance. A TCAM-based virus-detection unit provides high throughput, but also challenges for low power and low cost. In this paper, an adaptively dividable dual-port BiTCAM (unifying binary and ternary CAMs) is proposed to achieve a high-throughput, low-power, and low-cost virus-detection processor for mobile devices. The proposed dual-port BiTCAM is realized with the dual-port AND-type match-line scheme which is composed of dual-port dynamic AND gates. The dual-port designs reduce power consumption and increase storage efficiency due to shared storage spaces. In addition, the dividable BiTCAM provides high flexibility for regularly updating the virus-database. The BiTCAM achieves a 48% power reduction and a 40% transistor count reduction compared with the design using a conventional single-port TCAM. The implemented 0.13 mum processor performs up to 3 Gbps virus detection with an energy consumption of 0.44 fJ/pattern-byte/scan at peak throughput.     

A 1.2-W, 2.16-GOPS/720-MFLOPS embedded superscalar microprocessorfor multimedia applications

We have designed a microprocessor that is based on a single instruction multiple data stream (SIMD) architecture. It features a two-way superscalar architecture for multimedia embedded systems that need to support especially MPEG2 video decoding/encoding and 3DCG image processing. This microprocessor meets all requirements of embedded systems, including (a) MPEG2 (MP@ML) decoding and graphic processing capabilities for three-dimensional images, (b) programming flexibility, and (c) low power consumption and low manufacturing cost. High performance was achieved by enhanced parallel processing capabilities while adopting a SIMD architecture and a two-way superscalar architecture. Programming flexibility was increased by providing 170 dedicated multimedia instructions. Low power consumption was achieved by utilizing advanced process technology and power-saving circuits. The processor supports a general-purpose RISC instruction set. This feature is important, as the processor will have to work as a controller of various target systems. The processor has been fabricated by 0.21-μm CMOS four-metal technology on a 9.84×10.12 mm die. It performs 2.16 GOPS/720 MFLOPS at an operating frequency of 180 MHz, with a power consumption of 1.2 W and a power supply of 1.8 V     

基于Cortex-M3内核MCU的BLDCM控制器研究

用Cortex-M3内核32位高性能MCU设计一款通用性、控制性较好,性价比较高的BLDCM控制器。根据BLDCM的工作原理和MCU的良好性能进行了详细设计。实现了对BLDCM的转速、电流双闭环控制,通过实验测试了控制器的各项性能。该款基于32位MCU的控制器性能良好,结构紧凑,性价比高,具有较高实用价值。结合应用经验发现,API函数支持下Cortex-M3内核的MCU在硬件控制和软件编程方面较以往单片机等具有优势,基于API函数支持的MCU应用将是未来趋势。     

基于MSP430单片机的电子血压计的设计

针对传统电子血压计的不足,介绍了一种基于超低功耗单片机的全自动血压测量系统的设计方案,测量血压的方法是基于充气过程的示波法。该测量系统采用MSP430系列超低功耗混合信号处理器作为核心处理器,采用幅度系数算法计算出血压值和心率值,可以完成自动测量血压、信息显示、数据存储、查看和删除历史数据等功能。由于采用了MSP430混合信号处理器,简化了电路的设计,提高了系统的可靠性和稳定性。实际应用表明,该系统具有操作简便、测试准确的特点,达到了设计要求     

Recent Developments of Optoelectronic Synaptic Devices Based on Metal Halide Perovskites

Massive data processing with high computing efficiency and low operating power is required owing to the rapid development of artificial intelligence and information technology. However, the von Neumann structure computing system with the separated memory and processor can cause large energy consumption and a low running speed during massive data processing. Therefore, the brain-inspired neuromorphic computing system is developed, that can provide hardware support for emulating biological synaptic functions and realizing highly intensive data processing with low power consumption. As a neuromorphic device, the optoelectronic synaptic device (OSD) is regarded as an ideal device to replace the von Neumann-based computer because of its ultrafast signal transmission, large bandwidth, low energy consumption, and wireless communication. Owing to their unique optoelectronic property, metal halide perovskites (MHPs) have received growing attention as effective photosensitive materials in OSDs. Therefore, the review introduces the recent progress on OSDs based on MHPs (MHPs-OSDs) including the structures and properties of MHPs, and the architectures and performance characteristics of MHPs-OSDs. Furthermore, applications of MHPs-OSDs are presented. Finally, the outlook and opportunity of MHPs-OSDs are discussed.