RCC高速缓存一致性协议的带参验证

Godson-T众核处理器的RCC高速缓存一致性协议是一种非常有特色的带参并发系统,对此协议的带参验证是一个很大的挑战。 Cubicle是最近出现的基于SMT求解器的带参模型检测工具。我们使用了Cubicle带参模型检测工具,成功对RCC协议进行了建模和验证。实验结果表明, RCC协议在结点个数为任意规模时均满足协议的各种安全性质。     

基于多核与众核结构的并行编程模型研究

针对并行计算机不同的数据存储方式,分析对比了基于多核和众核体系结构的共享存储并行编程模型和分布式存储并行编程模型,以CUDA和OpenCL为例介绍了基于异构计算机系统的并行编程模型,指出基于异构平台的混合编程在今后的大规模并行应用中必将成为主流。     

基于神威·太湖之光的非结构网格计算加速算法

在国产异构众核平台神威·太湖之光上的非结构网格计算具有稀疏存储、离散访存、数据依赖等特点,严重制约了众核处理器的性能发挥。为解决稀疏存储和离散访存问题,提出一种N阶对角染色算法,以有效平衡主从核计算并利用从核将全局访存转化为LDM访问。针对数据依赖造成的计算竞争问题,采用自适应和无依赖的任务划分方法,避免并行计算时的数据冲突。为对处理器架构和非结构网格计算进行优化,采用主核与从核异步并行的方式,差异化使用主从核以充分利用硬件资源,同时,取消处理器提供的寄存器通信机制,降低从核阵列的同步开销同时便于扩展到新一代神威平台。此外,使用计算访存异步重叠技术来充分隐藏访存延迟。利用SpMV、Integration、calcLudsFcc算子进行实验,结果表明,相比主核实现,组合加速算法在不同算例规模下平均取得了10倍的加速效果,加速比最高可达24倍,N阶对角染色算法相比非染色分块算法取得了超过5.8倍的性能加速,有效提升了数据局部性和计算并行度。该算法对有依赖关系的计算冲突算子同样具有良好的加速性能,验证了自适应和无依赖任务划分方法的有效性。     

众核与Spark结合的高速流量监测系统

互联网应用的广泛普及导致了互联网流量的高速增长,这给网络运营商运营带来了巨大挑战,传统的流量监测系统的性能和可扩展性已经无法满足运营商的需求.本文尝试将众核技术与Spark相结合,基于校园网流量,提出了众核与Spark结合的高速流量监测系统.其中,众核处理器负责高速的流量采集、处理以及流量日志生成;Spark平台负责存储流量日志数据,并对其进行高速并行分析;Web Server负责数据的可视化.本文以校园网DNS流量为监测对象充分验证了该方案的可行性与扩展性.     

电动车用无刷直流电机模糊自整定控制器设计

本文在分析无刷直流电机数学模型基础上,设计了一种以PIC单片机为控制核心的电动自行车用无刷直流电机控制系统,给出了控制系统主要硬件电路设计和核心算法设计。本文针对传统PID控制的不足,结合模糊控制与PID控制,利用模糊推理方法实现对PID参数的在线自整定。对算法在Matlab环境下仿真,并对采用传统PID控制及模糊自整定参数PID控制的无刷直流电机控制系统进行了实验分析和比较。     

嵌入式ARM多核处理器并行化方法的研究

随着嵌入式处理器技术的不断发展以及人们对嵌入式设备性能的要求越来越高,嵌入式处理器由单核时代进入多核时代。然而,传统嵌入式系统软件开发方法还是基于单核模式,并没有利用嵌入式多核处理器多核并行化的特点,没有充分发挥嵌入式多核处理器的性能。虽然在PC平台上,多核并行化方法相对更成熟,但嵌入式多核处理器在处理器数目、Cache以及总线等方面有很大不同,嵌入式平台多核并行化并不能借助PC平台的实践方法,因此基于嵌入式平台研究多核并行化的方法是很有意义的。     

Trochilidae:面向众核平台的高性能轻量级虚拟机监控器

虚拟化技术在云计算中广泛应用。传统虚拟化技术对操作系统的一些操作都进行了捕捉与封装,使其越来越复杂,同时也影响了操作系统的性能。针对众核平台的发展趋势和特点,面向众核平台设计并实现了一个轻量级的高性能虚拟机监控器——蜂鸟(Trochilidae)。多操作系统可以同时运行在此虚拟机监控器之上,同时对操作系统性能无损失。在提供传统虚拟机监控器功能的基础上,蜂鸟的代码量仅4000行左右(包括汇编与C代码),降低了系统的复杂度,便于系统的维护与调试。     

A memory access model for highly-threaded many-core architectures

A number of highly-threaded, many-core architectures hide memory-access latency by low-overhead context switching among a large number of threads. The speedup of a program on these machines depends on how well the latency is hidden. If the number of threads were infinite, theoretically, these machines could provide the performance predicted by the PRAM analysis of these programs. However, the number of threads per processor is not infinite, and is constrained by both hardware and algorithmic limits. In this paper, we introduce the Threaded Many-core Memory (TMM) model which is meant to capture the important characteristics of these highly-threaded, many-core machines. Since we model some important machine parameters of these machines, we expect analysis under this model to provide a more fine-grained and accurate performance prediction than the PRAM analysis. We analyze 4 algorithms for the classic all pairs shortest paths problem under this model. We find that even when two algorithms have the same PRAM performance, our model predicts different performance for some settings of machine parameters. For example, for dense graphs, the dynamic programming algorithm and Johnson’s algorithm have the same performance in the PRAM model. However, our model predicts different performance for large enough memory-access latency and validates the intuition that the dynamic programming algorithm performs better on these machines. We validate several predictions made by our model using empirical measurements on an instantiation of a highly-threaded, many-core machine, namely the NVIDIA GTX 480.     

智能语言发令和报警系统的研制

本文介绍一种能自动用语言准确报出故障、发出指令的系统。该系统用UM5100语言处理器作语言波形编码器,直接用数字表示语言波形。借助于存储器和音频电路组成语言录放电路,进行语言的记录和再生,并在微机的控制下组成智能系统,应用于工业生产及智能测试等领域。当过程控制中出现不正常情况时,迅速、准确地为操作人员指出故障所在和发出操作指令。这种系统明显地优于以往的指示灯显示或者电铃呜响的报警方式,并且在工业生产、交通管理及医疗技术等各种领域中有广泛的通用性及实用价值。     

热量敏感的众核芯片多播并行测试方法

为了解决芯片测试过程中功耗密度大造成的局部过热(简称"热斑")问题,提出一种热量敏感的多播并行测试方法.对众核芯片采用多播并行测试时面临的"热斑"问题进行分析,提出一种无"热斑"的多播测试路径生成算法;在温度容限内对生成的多条单类同构芯核多播测试路径进行并行优化,形成无"热斑"的快速并行测试方案,同时缩短了测试时间.实验结果表明,采用文中方法能够有效地避免多播并行测试时的"热斑",并使测试时间缩短近45%.