基于FPGA的NAND Flash控制接口电路设计

本文在比较NAND Flash的优、缺点,分析控制接口电路的功能特性的基础上,论述了主控器的设计实现方法,通过写控制字的方式将复杂的NAND Flash接口映射为简单的SRAM接口。并根据ECC算法原理,阐述了ECC校验码生成、查错与纠错的实现方法。本文设计的NAND Flash控制接口电路的操作指令在Xilinx的Spartan-3Board上得到了功能验证,工作频率达到100MHz。     

多码率、多码长LDPC译码器的设计与实现

针对IEEE802.16e标准,基于层译码算法(TDMP)提出了一种适用于多码率、多码长的LDPC码译码器结构。该译码器采用半并行化和流水线设计,可以在保证电路灵活性的同时提高译码吞吐量。利用Xilinx公司的ISE工具进行综合仿真,使用的FPGA芯片为Virtex4-xc4vfx12-sf363-12,最大工作频率为170.278 MHz,译码吞吐量可达到128.77 Mb/s。最后,通过搭建软硬件协同验证平台验证设计的正确性,并将验证的结果与Matlab仿真结果进行了对比。     

域椭圆曲线点乘的VLSI实现方法研究

为了实现椭圆曲线密码算法的高效性,提出了基于优化的底层有限域算法的点乘设计方法;基于对二进制有限域运算的研究,提出并行模乘算法和基于欧几里得算法的右移求逆算法,并在实现中进行优化,在此基础上采用蒙哥马利算法实现点乘的快速运算;根据该算法,提出了ECC硬件电路实现方法,并用Verilog RTL进行逻辑设计,最终在Xilinx的XC7A100T FPGA硬件平台上验证实现;通过仿真测试、综合验证和时序后仿真的结果分析,所设计电路的时钟频率可以达到110 MHz,运算速度可达2.92 ms,证明了设计的有效性和可行性。     

图计算加速器中稀疏向量比较单元的设计与实现

绝大多数图计算应用都可以映射为稀疏矩阵和向量运算,稀疏向量的比较运算是稀疏矩阵向量运算的计算瓶颈,为解决图计算加速器中稀疏矩阵列向量比较问题,设计一种稀疏向量比较运算电路,主要包括64个比较运算电路和一个共享存储单元.基于Verilog HDL语言完成电路设计,以SNAP(Stanford Network Analysis Project)上的Flickr数据集为例,在ModelSim SE-6410.1 c完成验证工作,采用Xilinx公司的ISE开发环境对硬件电路进行综合,实验结果表明,该电路的工作频率可以达到264 MHz.     

X-DSP ALU与移位部件的设计与实现

X型DSP是我们自主研发的一款低功耗高性能DSP。对X型DSP的CPU体系结构进行了深入研究,在详细分析X型DSP的ALU部件和移位器部件相关指令基础上,对ALU与移位器部件进行了设计与实现。采用Design Compiler综合工具,基于SMIC公司0.13um CMOS工艺库对ALU移位部件进行了逻辑综合,电路功耗共为4.2821mW,电路面积为71042.9804m2,工作频率达到250MHz。     

小面积高性能的SHA-1/SHA-256/SM3IP复用电路的设计

Hash算法的快速发展导致了两个问题,一个是旧算法与新算法在应用于产品时更新换代的问题,另一个是基于应用环境的安全性选择不同算法时的复用问题。为解决这两个问题,实现了SHA-1/SHA-256/SM3算法的IP复用电路,电路采用循环展开方式,并加入流水线的设计,在支持多种算法的同时,还具有小面积高性能的优势。首先,基于Xilinx Virtex-6FPGA对电路设计进行性能分析,电路共占用776Slice单元,最大吞吐率可以达到0.964Gbps。然后,采用SMIC 0.13μm CMOS工艺实现了该设计,最后电路的面积是30.6k门,比单独实现三种算法的电路面积总和减小了41.7%,工作频率是177.62 MHz,最大吞吐率达到1.34Gbps。     

面向移动设备的可编程三角形建立引擎

提出一个面向嵌入式平台的可编程三角形建立引擎,用来代替图形处理器中专用的固定功能的硬件引擎。该引擎采用3路并行的SIMD架构,S15.16定点数据通路,具有旁路功能的8级流水线结构和高精度的特殊功能单元。这些结构特性有效地提高了运算速度,降低了硬件成本。实验结果表明,通过编程实现自定义光栅算法,在Xilinx FPGA Vertex2P xc2vp30-7ff89上的综合频率达到78 MHz,综合资源为3 354个Slice,硬件消耗较少,能够满足嵌入式环境下的实时绘制。     

嵌入式图形处理器中几何变换引擎的设计

针对嵌入式系统处理三维图形时需要良好的实时性要求,提出使用专用嵌入式图形处理器负责图形处理,用以缓解CPU负担,提高处理速度的解决方法。几何变换引擎位于图形处理器内部图形流水线的第一级,负责处理三维图形在空间坐标系中的位置变换。设计了几何变换引擎的架构模型,采用Verilog HDL实现引擎的IP软核,并在Modelsim和QuartusII环境中完成IP核的功能仿真与时序验证。综合后,IP核占用FPGA资源为9715逻辑单元,单顶点的处理时间为160ns,实现处理图形几何变换的任务,达到预期设计要求。     

3D图形流水线像素处理后期的设计和实现

针对3D图形流水线像素处理后期的实时大批量数据处理和存储器读写要求,以及嵌入式系统资源和功耗的特殊性,给出一种像素处理后期的硬件设计方案。设计首先实现所有测试功能,确保各种效果,其次采用了基于屏幕分割渲染的设计思想,减少存储器需求,然后吸收了Early Z算法,尽早抛弃不可见的三角面信息,减少渲染的数据,最后实现了Flip Quad反走样算法,提高图像的质量。模块已经完成了RTL级建模,并在FPGA上通过验证。     

嵌入式图形处理器裁剪引擎的设计

以计算机图形学为基础,文章设计了一种具有较好通用性的嵌入式图形处理器裁剪引擎。重点剖析了裁剪算法和裁剪引擎RTL级模型的设计,该模型采用Verilog HDL实现引擎的IP软核,并在QuartusⅡ环境中完成IP核的功能仿真与时序验证。综合后,IP核占用FPGA资源为9489逻辑单元,实现了对图形进行裁剪的任务,达到了预期的设计要求。     

基于CAN总线实时应用的可靠调度性研究

CAN总线是一种高级的串行通信协议,适用于各种分布式控制系统。在实时应用中,标准的CAN协议使用静态优先级算法,对传输信道的利用率比较低。对基于CAN总线通信的动态优先级调度算法进行研究后,提出了一种基于指数分配方式的MTS算法,在保证强实时性消息的同时兼顾了低优先级消息的公平性。     

VoIP认证与计费的设计与实现

基于RADIUS的VoIP认证系统，采用分散受理、集中管理的接入认证管理体系，数据集中存放在认证中心(RADIUS服务器)，用户身份认证由PC向网守发起，网守通过RADIUS协议向认证中心的认证服务器发起认证请求。这样，可以保证用户安全地使用网络资源，以确保用户身份的合法性。同时其落地话单经过处理，可进行计费及其它帐务处理。文中论述了RADIUS对VoIP的支持，提出了一个Gatekeeper与RADIUS结合的整体解决方案。     

一种改进的心电信号预处理方法研究

心电信号是典型的强噪声下的非平稳微弱信号,减小噪声的干扰对心电信号的分析有着十分重要的意义,因此,有效的滤波方法一直是该领域学者关注的热点问题。本文在基于小波变换心电信号分析研究基础上,针对小波去噪时分解只作用于低频部分,从而忽略了高频区域中一部分有用信号的问题,提出了一种采用改进小波包理论实现心电信号去噪的方法,利用小波包在消除信号噪声方面具有更为精确的局部分析能力的特点,采用了‘db4’小波和＂最优基＂选择的方法,对心电信号进行消噪。以MIT-BIH心电数据库中心律失常数据仿真实验,得到了较理想的去噪效果。对比该方法与小波滤波去噪,发现基于小波包的心电信号去噪具有更优良的去噪性能。     

VCR智能无扰动特性的精确数值运算

根据智能变进制(VCR)的变溢性、拓展性及申缩性有机结合的技术,提出一种新颖智能的、无数字扰动的精确数值运算.该运算结果值的精确位数.是可以任意或无限地确定的,它可以很好地解决了计算机数值分辨率即由CPU字长制约的有效数字位教不足而造成的数值精确计算PC(Precise Computing)的扰动性问题,例如对中国古代数学家祖冲之曾研究圆周密率π值实验数据(π=355/113)的除法精确计算.     

深度强化学习研究综述

深度强化学习是指利用深度神经网络的特征表示能力对强化学习的状态、动作、价值等函数进行拟合,以提升强化学习模型性能,广泛应用于电子游戏、机械控制、推荐系统、金融投资等领域。回顾深度强化学习方法的主要发展历程,根据当前研究目标对深度强化学习方法进行分类,分析与讨论高维状态动作空间任务上的算法收敛、复杂应用场景下的算法样本效率提高、奖励函数稀疏或无明确定义情况下的算法探索以及多任务场景下的算法泛化性能增强问题,总结与归纳4类深度强化学习方法的研究现状,同时针对深度强化学习技术的未来发展方向进行展望。     

基于LVM 的系统扩容技术研究

近年来,随着大数据业务的使用,系统在运行时会产生大量的数据信息与日志文件并保存在磁盘中。由于在系统规划初期,对系统分区大小规划预期不足,很难合理规划磁盘空间,造成后期系统运行中经常出现系统分区磁盘不足的问题。当发生此类告警时,通常的分区很难动态调整大小,通常采用暂停业务,更换磁盘,数据备份与恢复的方式,该方式操作困难,程序复杂,有数据丢失的风险。在Linux系统里使用LVM(逻辑卷)技术,支持在线空间扩容,可以在用户无感知的情况下扩展系统分区容量,达到合理利用磁盘空间的目的。本文介绍了LVM技术,并在Linux系统里将分区做成逻辑卷,达到合理利用磁盘空间的目的。     

基于CnV结构的自动语言辨识研究

与说话人识别、连续语音识别相比,自动语言辨识是一个相对较新的研究,而且是一项较难的课题。与音素配位学相比较韵律是语言辨识的更有希望的一个语言辨识特征。论文介绍了一种基于伪音节结构CnV的自动语言辨识方法,该系统提取了辅音、元音构成的伪音节结构的MFCC和!MFCC特征参数,使用了与语言无关的GMM算法模型化该特征。经过对OGI-TS数据库中的英语、法语、汉语测试表明,元音、辅音特征信息在语言辨识中起到一定作用,伪音节结构模型也是语言辨识的有效模型之一。     

区域生长辅助的地图配准在室内定位中的应用

地图匹配（ MM）算法通过粒子滤波（ PF）利用室内地图信息来抑制基于惯性传感器的室内定位系统的误差累计。利用区域生长（ RG）算法结合当前步长和方向信息在地图上找到合理的落脚范围,并以此来判断粒子的有效性。这种方法能有效改善地图配准算法的实用性和计算复杂度。提出一种改进的零速度（ ZV）检测算法能准确提取步伐信息,间接提升了零速度更新（ ZUPT）算法和地图配准算法的精度。实验结果表明：该算法的定位误差小于1.0%,定位精度比单纯的航位推算（ DR）算法平均提高了5.97%。     

综合系统管理与网络管理实现技术的研究

该文提出了适应于大型计算机网络和通信网络及应用系统的综合系统管理与网络管理体系结构,研究了基于大型数据库和Web技术的网管、网络自动拓扑发现、策略描述与策略服务以及资源依赖性分析服务等关键技术。该文将这些关键技术应用到综合系统管理与网络管理原型系统的工程实践中,为最终研制高性能、可伸缩和实用的系统管理与网络管理产品提供强有力的技术支持。     

基于数据仓库的数据采掘技术应用

本文首先分析了基于数据仓库的数据采掘的主要方法,技术和应用,然后通过实例讨论了数据采掘在股票分析与决策系统中的应用。