超标量处理器乱序提交机制的研究与设计

针对超标量处理器中长周期执行指令延迟退休及持续译码导致的重排序缓存（ROB）阻塞问题,提出一种指令乱序提交机制。通过设计容量可配置的多缓存指令提交结构,实现存储器操作指令和ALU类型指令的分类退休,根据超标量处理器架构及性能需求对目标缓存和存储缓存容量进行参数化配置降低流水线阻塞风险,同时利用指令目的寄存器编码提交模式加快指令提交速率。实验结果表明,该机制提高了单次指令提交数量,基于该机制的超标量处理器相比传统基于ROB顺序提交机制的超标量处理器在减少硬件开销的情况下平均IPC指数提升46%,相比基于值预测、乱序退休和组提交的超标量处理器平均IPC指数增益为19%,综合性能更优。     

基于持久性内存的单向移动B^+树

由新型非易失存储介质构成的持久性内存(persistent memory,PM)具有扩展性强、按字节访问与静态能耗低等特性,为未来主存与辅存融合提供了强大的契机.然而由于LLC(last level cache)具有易失性且与主存交互粒度通常为64B,而PM的原子持久化操作粒度为8B.因此,数据从LLC更新到PM的过程中,若发生故障,则可能破坏更新操作的失败原子性,进而影响原始数据的完整性.为了保证更新操作的失败原子性,目前研究主要采用显式调用持久化指令与内存屏障指令,将数据有序地持久化到PM上,但该操作会造成显著的开销,在索引更新中尤为明显.在对索引进行更新时,往往会涉及到索引结构的变化,该变化需要大量的有序持久化开销.研究旨在减少基于PM的B+树在更新过程中为保证失败原子性而引入的持久化开销.通过分析B+树节点利用率、不同更新模式下持久化开销以及更新操作之间的关系,提出了一种基于节点内数据真实分布的数据单向移动算法.通过原地删除的方式,减少删除带来的持久化开销.利用删除操作在节点内留下的空位,减少后续插入操作造成的数据移动,进而减少数据持久化开销.基于上述算法,对B+树的重均衡操作进行优化.最后通过实验证明,相较于最新基于PM的B+树,提出的单向移动B+树能够显著提高单一负载与混合负载性能.     

基于RISC-V浮点指令集FPU的研究与设计

针对目前浮点运算软件实现速度慢,不能满足嵌入式处理器实时性要求以及运算种类有限等问题,提出了一种基于RISC-V指令集的浮点处理器,能够执行加法、减法、乘法、除法、平方根、乘累加以及比较运算,完全符合IEEE 754-2008标准。在VCS仿真环境下对浮点处理器进行了功能验证,各模块均能满足正确性要求。将浮点处理器与一款开源处理器核蜂鸟E203集成,使用SMIC 0.18工艺库完成了逻辑综合,并在FPGA上对设计进行了测试。结果表明,该浮点处理器的逻辑门数仅为24 200,吞吐量为150 MFLOPS,与已公开文献的设计方案相比,硬件面积分别减少7%、1.5%。综合运行频率可达100 MHz。     

保障个体性能的半盲干扰对齐功率分配方法

针对盲干扰对齐机制平均功率分配导致功率利用率低的问题,提出了一种半盲干扰对齐功率分配算法.在功率受限场景下,该算法能够提高整体性能,同时保障个体性能.首先,分析了功率分配对盲干扰对齐性能的影响;其次,建立了功率受限的盲干扰对齐模型,提出了最大化传输速率同时保护用户个体性能的功率分配目标;最后,为满足目标函数的约束,提出基于回溯梯度下降的功率分配算法.仿真结果表明,相比于平均功率分配,所提算法可以将系统性提高约53％.     

产教融合前提下《Linux操作系统》课程的改革与研究

文章分析了《Linux操作系统》课程传统教学方法的弊端,提出多种方法相结合的教学手段,达到专业设置与岗位技能、课程内容与职业标准、教学过程与生产过程“三对接”.     

一种新的基于博弈论的P2P激励机制*

针对P2P系统中的搭便车和公共悲剧问题,提出了一种基于博弈论的激励机制。每个节点从个人理性出发,在最大化个人收益的同时根据请求者的贡献分配带宽,并利用动态规划方法求出了最优解,实现了有限资源的帕累托配置,达到了社会收益最大化的目的。仿真实验表明,该激励机制促进了社会收益的快速增长,达到了激励节点参与资源共享的目的。     

媒体处理器视频哈夫曼解码快速算法

为了提高视频处理中哈夫曼解码的性能,从减少比特操作、提高处理器内存利用率的角度出发,设计了2种不同的数据结构进行哈夫曼码表的组织,提出了一种新的并行分步查表算法,对Ishii的并行查表法进行了改进.实验结果表明,采用新算法及其内存优化策略,以哈夫曼解码性能较少下降的代价,内存开销得到大幅降低.新算法比常用的分步查表算法的解码效率有较大提升,对MPEG系列、H.26X系列等视频压缩标准具有普适性.     

《金属材料及热处理》CAI课件制作策略

针对《金属材料及热处理》课程的特点,在比较传统教学方式与多媒体教学优势的基础上,结合《金属材料及热处理》CAI课件的制作实践,论述如何将多媒体教学与传统教学有机结合,发扬各自的优点,为《金属材料及热处理》提供了一个有效的教学手段。     

PLC在工业机械手控制系统改造中的应用

介绍了PLC在工业机械手控制系统改造中的应用，通过其程序设计，展示了运用功能指令比完全采用基本逻辑指令具有更明显的优点。实践表明：该控制系统连线简单、功耗低、可靠性高；对类似设备的控制系统的改造或设计有一定的指导意义。     

宏指令编程在函数方程曲线加工中的应用

讨论了应用宏指令编程的普通数控机床上准确加工函数方程曲线的方法；给出了几种相应的算法和一个编程实例。该方法大大简化了此种零件加工程序的编制，经华中Ⅰ型数控铣床实际应用，效果良好。