一种精简的二维DWT结构设计

设计了一种低功耗的二维离散小波变换(DWT)结构，用于无线传感器网络中的图像压缩。该结构实现了精简复杂性的(5,3)整数离散小波变换，采用流水线和延迟线技术，在获得高运算吞吐率的同时，使数据尽可能被处理单元高效利用，以减少对片内存储器和片外存储器的访问次数。多级二维DWT采用展开方法实现，这种方法可尽早开始下一级变换，不需要大的片内存储器和片内存取操作。模拟试验和FPGA实现验证了系统在满足需要性能的前提下具有低复杂性、低功耗、片内存储器小等优点。     

一种面向数字信号处理的嵌入式处理器体系结构设计

针对数字信号处理在嵌入式领域中的广泛应用，并基于数字信号处理程序的特征，本文提出了一种专门面向嵌入式应用中数字信号处理的处理器体系结构。该体系结构的设计建立在传输触发体系结构的基础上，并加入了针对sin／cos求值的特殊功能单元对性能进行加速。测试结果表明，这种体系结构对数字信号处理核心程序的运行具有极高的性
性能，并且具有硬件结构简单、易于开发的特征。     

整数5/3小波变换的VLSI结构优化设计

小波变换已被广泛应用于各种工业控制系统的信号处理部分.对基于提升算法的整数5/3小波变换算法进行了研究,并提出一种优化VLSI结构,该结构内嵌边界数据处理部分,利用有限状态机技术控制各个模块的运行.体现了提升算法的优势,较大的提高了硬件效率和运算速度.     

新一代网络处理器体系结构研究

在对现有的网络处理器体系结构进行研究的基础上，提出了新一代网络处理器的顶层体系结构，该体系结构具有流式处理、基于端口(Port)的指令以及任务切换零延时等特点。     

多核处理器的结构设计研究

围绕如何进行多核处理器的结构设计，提高处理器性能这一问题，结合传统多处理机设计原理对多核处理器结构设计进行了研究，并对当前主要商业多核处理器进行了研究，揭示了其发展趋势，探索了未来多核处理器设计的发展方向。     

一种Java处理器的体系结构设计与研究

Java语言由于其拥有面向对象性、高安全性以及与平台无关性,目前被广泛应用于各个领域.然而在嵌入式实时应用领域J,ava由于其固有的执行速度缺陷往往达不到应用的标准.为了解决这一问题,设计一种支持Java的处理器成为提高Java实时性的一种可靠途径.本文论述一种实时Java处理器--JPOR的最新设计结构.JPOR是一款五级流水线的RISC的处理器.与其他Java处理器相比J,POR拥有指令预取和缓存等一系列不同的机制,很好的适应了嵌入式实时领域的应用.     

基于网络处理器的NAT优化设计

提出基于网络处理器IXP2400的网络地址转换(NAT)实现方案,并对NAT表的存储结构、表项的创建和删除、ME与XScale之间的通信机制、MAC地址修改与校验和计算等关键技术进行优化设计,使其既具有线速处理的能力,又能灵活地配置。     

数字信号处理器(DSP)结构设计及发展趋势

高速信息化的时代需要更高性能的数字信号处理器(DSP),以满足网络通信和3G移动通信等方面的要求。该文分析了早期DSP处理器的结构特点和当今最先进的体系结构,结合应用背景着重探讨了不同DSP体系结构和它们各自的优势和劣势,在研究了数字信号处理新应用领域的特点后,根据今后的半导体制造工艺和微处理器体系结构设计的发展,指出了DSP处理器在微结构设计方面的发展趋势。     

异构多核处理器体系结构设计研究

多核技术成为当今处理器发展的重要方向,异构多核处理器由于可将不同类型的计算任务分配到不同类型的处理器核上并行处理,从而为不同需求的应用提供更加灵活、高效的处理机制而成为当今研究的热点.本文从体系结构的角度探讨了异构多核处理器设计中的关键点,从内核结构、互连方式、存储系统、操作系统支持、测试与验证、动态电压调节等方面分析...     

一种异构多核处理器嵌入式实时操作系统构架设计

由于异构多核处理器和多处理器系统及同构多核处理器的构架存在很大差别,应用于多处理器系统的分布式结构以及应用于同构多核系统的主从式结构操作系统不能解决异构多核处理器的实时调度和效率问题。对异构多核处理器的特点及发展趋势进行了研究,提出了一种适用异构多核处理器的多主模式实时操作系统构架。这种构架将通信总线中的多主模式引入多核操作系统构架中,采用对称式结构及组件模式设计操作系统模型,使多核处理器中每个内核都可以作为主核实现对资源、任务的实时管理,提高系统性能,同时可以解决主从式操作系统存在的由于处理器核增多而带来的主内核不能满足系统性能要求的瓶颈问题。通过这种单一构架模型可以进行灵活配置,以适应不同结构及功能要求的处理器内核,降低操作系统开发难度。     

Array Processor Architecture

Today's array processors provide a cost-effective tool for increasing the speed at which highly computation-bound processing jobs can be carried out. They are maturing and expanding with greatly improved hardware and software—improvements that are primarily a result of the accumulated experience of the vendors and users of these machines. All in all, it is a very competitive environment.     

基于流体系架构的分组密码处理器设计

为提升密码处理器性能,构建了密码处理器性能模型.基于该模型,提出多级资源共享、绑定前/后异或操作、最大化算法并行度等处理器性能提升技术,并根据性能提升技术确定了功能单元的种类和数量.然而功能单元不仅数量较多,而且在操作位宽和操作延迟方面均有较大差异,如何有效组织这些功能单元成为了一个关键问题.利用流体系结构可以高效集成大量功能单元的特点,设计并实现了基于流体系结构的可重构分组密码处理器原型,并通过把功能单元划分为基本处理单元,bank间共享单元和簇间共享单元3个层次来解决功能单元处理位宽和操作延迟的差异.在65nm CMOS工艺下对处理器原型进行综合,并在该结构上映射了典型的分组密码算法.实验结果证明:该处理器以较小的面积获得了较高的性能,对典型分组密码算法的处理速度,不仅超越了国际上的密码专用指令处理器,而且高于国内可重构阵列结构密码处理器.     

基于网络处理器的防火墙优化设计与研究

提出了基于网络处理器的状态检测型防火墙设计方案,并针对IXP2400的硬件结构,对访问控制列表和状态会话表的存储结构及表项查找等关键技术进行了优化,发挥了IXP2400内部各硬件单元的优点,系统达到线速处理的能力,使其性能得到了较大的提交。     

粗粒度数据流网络处理器体系结构及原型系统设计

网络处理器是一种支持高速报文处理和转发的可编程通信集成电路.作为路由器中的重要组件,网络处理器设计不但强调高性能,还要求足够的灵活性以支持未来的网络协议.针对控制流网络处理器固定拓扑结构及指令级并行性开发方面的不足,采用粗粒度数据流设计思想,提出了一种粗粒度数据流网络处理器体系结构及原型--DynaNP.DynaNP不但可利用处理引擎内控制流执行方式获得高可编程性,还利用处理引擎间数据流执行方式有效开发报文处理中的任务级并行性.此外,DynaNP提供了处理路径动态配置机制,可有效提高系统流量.DynaNP的原型系统基于SoPC技术设计实现.多个PE和功能模块通过片上高速通信网络连接,其中,核心处理引擎采用嵌入式RISC处理器核LEON3实现,并采用指令集扩展技术优化网络协议处理.该原型系统可有效验证粗粒度数据流网络处理器的功能和关键技术.     

低带宽全搜索VBSME结构的优化设计

为支持H.264/AVC可变块运动估计(VBSME)要求,提出一个高性能的二维脉动阵列结构,该结构具有数据重传次数少,存储器带宽要求低的特性.对结构中存在大量延迟寄存器开销的问题,用基于数据流的AON网络模型对阵列结构的计算依赖关系进行分析,并使用动态规划算法,得到了优化的结构设计.     

媒体处理器结构综述

有效处理多媒体应用正成为媒体应用领域最主要的瓶颈之一，目前已有多种针对媒体应用的处理器结构。该文根据媒体处理器结构的可编程性和发展过程，把媒体处理器分为3类：专用结构处理器，带媒体扩展指令的通用处理器和多核处理器。结合典型芯片对各种处理器结构进行了分析和综述，指出了媒体处理器结构的发展趋势。     

A Software-Configurable Processor Architecture

A software-configurable processor combines a traditional RISC processor with a field-programmable instruction extension unit that lets the system designer tailor the processor to a particular application. To add application-specific instructions to the processor, the programmer adds a pragma before a C or C++ function declaration, and the compiler then turns the function into a single instruction     

小波滤波器低功耗并行的VLSI结构设计

提出一种基于行和提升算法,实现JPEG2000编码系统中的小波正反变换(discretewavelettransform)的低功耗、并行的VLSI结构设计方法·利用该方法所得结构一次处理两行数据,分时复用行处理器,使行处理器内以及行、列处理器实现并行处理,且最小化行缓存·对称扩展通过嵌入式电路实现,整个结构采用流水线设计方法优化,加快了变换速度,增加了硬件资源利用率,降低了功耗,效率几乎达到100%·小波滤波器正反变换结构已经经过FPGA验证,可作为单独的IP核应用于正在开发的JPEG2000图像编解码芯片中·     

An Energy-Efficient Processor Architecture for Embedded Systems

We present an efficient programmable architecture for compute-intensive embedded applications. The processor architecture uses instruction registers to reduce the cost of delivering instructions, and a hierarchical and distributed data register organization to deliver data. Instruction registers capture instruction reuse and locality in inexpensive storage structures that are located near to the functional units. The data register organization captures reuse and locality in different levels of the hierarchy to reduce the cost of delivering data. Exposed communication resources eliminate pipeline registers and control logic, and allow the compiler to schedule efficient instruction and data movement. The architecture keeps a significant fraction of instruction and data bandwidth local to the functional units, which reduces the cost of supplying instructions and data to large numbers of functional units. This architecture achieves an energy efficiency that is 23× greater than an embedded RISC processor.