基于RISC-V处理器的卷积加速SoC系统设计

为提高卷积神经网络（CNN）的计算效率和能效,以8 bit定点数据作为输入,设计一个支持激活、批标准化以及池化等CNN网络中常见计算类型的卷积加速器,优化循环计算顺序并将其与数据复用技术相结合,以提高卷积计算的效率。基于软硬件协同设计思想,构建包含RISC-V处理器和卷积加速器的SoC系统,RISC-V处理器基于开源的指令集标准,可以根据具体的设计需求扩展指令功能。将该SoC系统部署在Xilinx ZCU102开发板上,RISC-V处理器和卷积加速器分别工作在100 MHz和300 MHz频率下,测试结果表明,该加速器的算力达到153.6 GOP/s,运行VGG16网络进行图片推理计算时加速效果较好。     

基于重用信息的非易失性缓存动态旁路策略

非易失性存储器具有能耗低、可扩展性强和存储密度大等优势,可替代传统静态随机存取存储器作为片上缓存,但其写操作的能耗及延迟较高,在大规模应用前需优化写性能。提出一种基于缓存块重用信息的动态旁路策略,用于优化非易失性存储器的缓存性能。分析测试程序访问最后一级缓存（LLC）时的重用特征,根据缓存块的重用信息动态预测相应的写操作是否绕过非易失性缓存,利用预测表进行旁路操作完成LLC缺失时的填充,同时采用动态路径选择进行上级缓存写回操作,通过监控模块为旁路的缓存块选择合适的上级缓存,并将重用计数较高的缓存块填充其中以减少LLC写操作次数。实验结果表明,与未采用旁路策略的缓存设计相比,该策略使4核处理器中所有SPLASH-2程序的运行时间平均减少6.6%,缓存能耗平均降低22.5%,有效提高了整体缓存性能。     

代码搜索方法研究进展

开源软件的成功推动了软件产业的蓬勃发展,大量代码资源为代码搜索创造了条件.如何通过代码搜索技术找到需求代码成为一个重要问题.为了更好地推进后续研究工作,首先对代码搜索相关概念及研究趋势进行介绍和说明;其次对使用不同技术的代码搜索研究工作进行综述,包括基于信息检索、查询和代码描述增强、程序特征分类以及深度学习等方面,并进一步总结归纳不同方法的优缺点;接下来针对代码搜索技术所应用的多个领域进行介绍,包括程序合成、代码推荐与补全和代码风格改善等方面;最后分析现阶段代码搜索面临的主要问题,为未来该方向的发展提供一定的参考与建议.     

上海地区污水源热泵制冷工况实验研究

城市污水具有温度相对恒定,冬暖夏凉的特点,是一种优良的低温热源,与热泵结合具有很好的节能前景.搭建了热泵实验平台,并以上海市某污水厂的二级出水为热源,研究了污水源侧流量、用户侧流量、进口温度对制冷工况下系统性能系数的影响;基于实验数据,对系统的性能系数进行拟合,并与实际结果进行了验证.研究结果表明,系统性能系数随用户侧进口温度的增加而缓慢增加;随污水源侧流量、用户侧流量的增加而明显增加;系统性能系数的拟合结果可以较好地反映系统的实际运行工况,平均误差仅为3.35%.     

软件流水向量化算法研究

描述了开源高性能编译器Open64及向量化框架,给出了多循环层进行依赖关系分析算法和收益分析方法。结合面向DSP架构的SLP向量化框架,给出了一种应用软件流水的向量化算法。实验结果表明软件流水向量化算法适用于某些计算密集的DSP应用,最高加速比达到14.2。     

ABR处理农村生活污水填料选择的研究

采用厌氧折流板反应器(ABR)处理农村生活污水,并选择出适合农村生活污水处理的ABR填料。以立体弹性填料、纤维球填料和鲍尔环填料作为ABR填料,以无填料ABR为对照实验装置,考察了填料对ABR处理效果和生物相的影响,并对各填料ABR工程造价进行了分析。研究结果表明:装填立体弹性填料、纤维球填料和鲍尔环填料后,ABR对COD、SCOD和SS的去除率均有一定程度的提高;装填填料ABR中微生物种类和数量均多于无填料ABR;立体弹性填料的造价分别约为纤维球填料和鲍尔环填料的1/8和1/15。因此,立体弹性填料最适合作为ABR处理农村生活污水用填料,装置稳定后,出水COD、SCOD和SS的平均浓度分别为87.42、49.61和13.20 mg/L,平均去除率分别为59.04%、60.05%和84.12%。     

微波热解污泥影响因素及固体残留物成分分析

为探究不同热解条件下污泥微波热解的特性,考察了微波功率、污泥含水率以及吸波物质添加量对污泥热解过程及固体残留物的影响,利用响应曲面法优化了污泥微波热解的条件并分析了污泥热解固体残留物的成分.结果表明:当微波功率为1 880 W、污泥含水率为79.7%、吸波物质添加量为0.48 g时,响应曲面法预测最高污泥热解效率为77.4%,实际测得污泥的热解效率为77.5%.污泥热解固体残留物中灰分和固定碳比例较大,主要无机成分为Si O2、Al2O3、Fe2O3、Ca O等氧化物,适宜进一步材料化利用.     

MBR-SNAD工艺处理生活污水效能及微生物特征

为考察基于膜生物反应器(MBR)的同步亚硝化厌氧氨氧化反硝化(SNAD)工艺处理生活污水的可行性,在SNAD工艺稳定运行的MBR中逐步加入生活污水,同时微调曝气量及HRT等参数,考察生活污水中污染物的去除效果,通过物料衡算计算不同阶段反应器内的脱氮路径,同时通过克隆-测序技术分析了微生物种群特征.结果表明,MBR-SNAD工艺可以实现生活污水中C、N及SS的同时高效去除,总氮去除负荷达0.65 kg/(m3·d),出水氨氮小于5 mg/L;COD去除率达87%,出水COD小于50 mg/L;浊度去除率达99%,出水浊度在1 NTU以下,SS在10 mg/L以下,达到城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918—2002)的一级A排放标准.反应器中存在约12%的反硝化脱氮和88%的全程自养脱氮(CANON),实现了异养脱氮和自养脱氮的协同合作.好氧氨氧化菌、厌氧氨氧化菌和反硝化菌共存于系统内.MBR-SNAD是处理生活污水的适宜工艺.     

天然藻类对废水中 COD 的去除效率研究

目前废水中COD的处理问题是我国乃至世界各国普遍关注的问题,找到一种操作简单、成本低且效果好的处理方法是解决问题的关键所在。利用天然藻类中绿藻、硅藻处理不同类型废水,以COD作为检测指标。结果表明,绿藻对废水中COD的去除率最高。同时探讨了不同初始浓度的COD、不同种类废水中COD的去除效率。     

曝氧量对聚驱污水稀释聚合物溶液性能的影响

针对大庆油田聚合物驱清水用量日益紧张、清水配制稀释聚合物带来的弊病日益突出的现状,提出有效利用含油污水配注聚合物技术的研究。通过污水配制聚合物室内实验,利用空压曝氧方式改善水质,分析曝氧量对聚驱污水及深度处理污水所配聚合物黏度的影响,优化最佳曝氧量,为油田污水的有效利用提供技术支持。结果表明,深度处理污水最佳曝氧量为5.6mg/L左右,降低的黏损率为4.69%;聚驱污水最佳曝氧量为7.2mg/L左右,降低的黏损率为11.45%,说明该技术可以很大程度上提高含油污水稀释聚合物溶液的黏度稳定性。