基于Cache的HEVC运动补偿带宽优化设计

作为计算量最多的模块之一,运动补偿占用了解码器与片外数据存储器之间约70%的带宽,是实现超高清视频解码的瓶颈。通过所设计的基于Cache的HEVC运动补偿模块,在保证实时解码数据吞吐量的同时,有效减少了80%的带宽消耗。首先,利用由可复用滤波器构成的插值计算模块和2D Cache设计了可并行化流水线数据处理的运动补偿模块,满足计算过程中高数据吞吐量需求。其次,设计高效内部存储器RAM结构,并提出片内Cache功耗降低的有效解决方案。最后,利用了参考帧数据相关性,设计插值顺序重排,将Cache的硬件开销减少了87.5%。基于HM9.0的HEVC标准测试视频序列实验结构表明,该设计显著地减少了带宽消耗和硬件开销。     

Cache Optimization on Hot‐Point Proxy Caching Using Weighted‐Rank Cache Replacement Policy

The development of proxy caching is essential in the area of video‐on‐demand (VoD) to meet users' expectations. VoD requires high bandwidth and creates high traffic due to the nature of media. Many researchers have developed proxy caching models to reduce bandwidth consumption and traffic. Proxy caching keeps part of a media object to meet the viewing expectations of users without delay and provides interactive playback. If the caching is done continuously, the entire cache space will be exhausted at one stage. Hence, the proxy server must apply cache replacement policies to replace existing objects and allocate the cache space for the incoming objects. Researchers have developed many cache replacement policies by considering several parameters, such as recency, access frequency, cost of retrieval, and size of the object. In this paper, the Weighted‐Rank Cache replacement Policy (WRCP) is proposed. This policy uses such parameters as access frequency, aging, and mean access gap ratio and such functions as size and cost of retrieval. The WRCP applies our previously developed proxy caching model, Hot‐Point Proxy, at four levels of replacement, depending on the cache requirement. Simulation results show that the WRCP outperforms our earlier model, the Dual Cache Replacement Policy.     

H．264／AVC帧间预测关键技术的研究与硬件实现

本文在深入学习理解H．264帧间预测原理的基础上,采用四段流水结构来实现整个帧间预测过程。以Verilog HDL语言完成寄存器级设计,并分析了各个模块,针对参考像素的重复使用性,采用了一种Cache结构来进行缓存。并对分像素预测依据H．264标准设计了一种并行内插运算电路。通过Modelsim的功能仿真和Design Compiler的综合。证明该电路是正确的。能够满足4：2：0制式下16CIF格式图片30fps（帧／秒）的实时解码处理需求。     

基于Cache的AES攻击:研究进展

旁路攻击技术是对密码安全的严重威胁,其作用过程在于利用了密码软硬件实现上的特性而降低了密码分析的复杂性。AES作为目前与未来加密的主要标准,其安全性具有特殊重要的意义。然而,近期的研究表明,主流计算平台上的AES加密程序,很可能会遭受基于Cache所泄漏的运行信息而导致的攻击。本文依据相关的研究,介绍了基于Cache的AES攻击的原理,描述了其现状与发展,分析了这种攻击的现实可行性,并且,说明了反制攻击的措施建议。     

高压缩V-LRU算法的研究与实现

提出并实现了基于四路组相联高速缓存的高压缩V-LRU算法。该算法将有效位和近似LRU标志位压缩到只有4位,可以大大减少电路面积,且高速缓存的缺失率基本保持不变。在高速缓存容量为8kByte时,高压缩V-LRU算法的缺失率与7-bit位比较近似V-LRU算法、5-bit位复用近似V-LRU算法基本相同,而相对于9-bit近似V-LRU算法也只增加大约0.9%。基于SMIC 0.13μm工艺,高压缩V-LRU算法的电路面积相对于9-bit、7-bit和5-bit V-LRU算法,分别减少10 925.8μm2、6 415.5μm2和2 142.1μm2。而且,如果增加高速缓存的容量,4种近似V-LRU算法缺失率的差别将变得更小,但是,高压缩V-LRU算法的电路面积优势将会更加明显。     

低码率语音编码器实现中的片上Cache分配策略

针对DSP上低码率语音编码器的实现和优化问题,研究了片上Cache的分配策略.根据指令Cache的大小,以及程序处理的数据量的大小,将程序分成大小合理的段,分阶段载入Cache中.对数据Cache的分配考虑了Cache结构和数据本身的特点,使有限的数据Cache得到充分的利用.全面考察数据的生命期,使已经载入数据Cac...     

基于NUCA结构的同构单芯片多处理器

非一致Cache体系结构(NUCA)几乎已经成为未来片上大容量Cache的发展方向。本文指出同构单芯片多处理器的设计主要有多级Cache设计的数据一致性问题,核间通信问题与外部总线效率问题,我们也说明多处理器设计上的相应解决办法。最后给出单核与双核在性能、功耗的比较,以及双核处理器的布局规划图。利用双核处理器,二级Cache控制器与AXI总线控制器等IP提出一个可供设计AXI总线SoC的非一致Cache体系结构平台。     

内容中心网络中缓存策略研究综述

互联网需求由主机到主机通信转向海量内容获取为主。为满足新的互联网需求,内容中心网络(CCN)成为下一代互联网架构的研究热点。CCN中最重要的特征之一是利用网内缓存提高接收者获取内容的传输效率和网络资源的利用率。本文阐述了CCN的基本思想,从CCN内容缓存替换策略和缓存决策策略两个角度,阐述现有的研究如何实现CCN中内容缓存;对现有缓存策略进行了总结、分析和评价;给出了CCN缓存策略研究中仍存在的问题和未来的研究方向。     

基于带缓存的云接入网络最优能效设计

在云接入网络(Cloud-RAN)中,现有工作大多假定射频拉远头(RRH)不具备缓存功能。然而下一代通信网络具有以内容为中心的特性,因此在Cloud-RAN中考虑带缓存的RRHs也变得有必要。该文考虑在Cloud-RAN中有效设计缓存方案,并通过资源分配有效减轻前程链路负担。假设系统采用正交频分多址接入(OFDMA)技术,通过联合优化子载波(SC)分配,RRH选择与传输功率,最小化系统下行总功耗,并通过拉格朗日对偶分解转化非凸问题,获得最优分配方案。仿真结果表明,比起其它缓存方案,该文提出的优化算法可以有效地提升系统能效,满足未来通信需求。     

基于批处理传输方案的移动流媒体系统的缓存分配算法

该文介绍了在WCDMA网络中基于代理的移动流媒体系统以及评价其中代理服务器缓存分配算法性能的平均网络传输成本和移动终端的平均播放启动延时这两个指标;推导出在移动批处理(MBatching)传输方案下与这些指标相对应的节省值和综合节省值的计算公式;提出了适用于移动流媒体系统的,使所有流媒体节目的总的综合节省值最大的缓存分配算法。仿真结果表明,该算法与其他分配算法相比,可使总的综合节省值更大,节省更多的网络传输成本,取得更大的字节命中率。