医学多参数综合信息处理系统可扩展性研究

本文从医学信息处理要求的特点出发,提出了一种面向医学多参数综合信息处理系统硬件平台的多微处理器体系结构,并采用排队网络的理论和方法研究并确定了在不同负载条件下该系统的可扩展性,为系统的具体设计和应用提供了理论依据。     

实时分布式操作系统中共享对象通信模型的实现

与消息传递、远程过程调用和共享内存等进程间通信模型相比,在分布式存储多处理器上实现的共享对象模型能更自然、更高效地描述进程间的相互作用。它通过共享对象消除了各结点之间的物理边界,为系统提供了一种透明的分布式处理能力。这样,整个系统（包括硬件和软件）在逻辑上成为一个单系统。该模型已在仪器用弱实时分布式操作系统（ＩＯＷＲＴＤＯＳ）的全局共享对象（ＧＳＯ）层上实现。文中研究了共享对象通信模型,并详细讨论     

操作系统研制中虚拟硬件的实现

并行分布式操作系统的研制是一项巨大的系统工程,具有投资大、周期长、复杂性高等特点,虚拟硬件技术是解决这一难题非常有效的方法．在Linux操作系统上实现了一个虚拟硬件环境,它仿真了一个分布式共享内存多处理器系统,非常逼近真正的硬件平台,其有中断、时间分片、内存管理、多处理器支持等特性．简化了操作系统的逻辑设计及其调试过程,加快了操作系统的研制进度,并且大量削减了研制费用．     

操作系统研制中虚拟硬件的实现

并行分布式操作系统的研制是一项巨大的系统工程,具有投资大、周期长、复杂性高等特点,虚拟硬件技术是解决这一难题非常有效的方法．在Linux操作系统上实现了一个虚拟硬件环境,它仿真了一个分布式共享内存多处理器系统,非常逼近真正的硬件平台,具有中断、时间分片、内存管理、多处理器支持等特性．它简化了操作系统的逻辑设计及其调试过程,加快了操作系统的研制进度,并且大量削减了研制费用．     

医学多参数并行综合信息处理系统的多微处理器体系结构的研究

本文讨论了在医学多参数并行综合信息处理系统的设计中采用若干并行处理技术的设计思想,介绍了数据采集系统与紧耦合多微处理器信息处理系统的实现和数据一致性解决方法,最后对系统进行了性能评价。研究结果表明该体系结构具有速度快、灵活性强、可靠性和可用性好的特点。上述其分析与设计方法同样适用于其它高性能并行处理微机化仪器系统的具体设计。     

现代仪器用实时分布式操作系统

为了给多功能,多参数,智能化,网络化的现代仪器系统提供一和中更好的硬件支撑环境,作者研制了现代仪器用弱实时分化布式操作系统（ＩＯＷＲＴＤＯＳ）其结构自底向上分为３层,通用硬件接口（ＧＨＩ）层,微内核（Ｍｉｃｒｏｋｅｒｎｅｌ）层和全局共享对象（ＧＳＯ）层,ＧＨＩ封装了硬件细节,为操作系统的其余部分提供了一个理想的机器结构,Ｍｉｃｒｏｋｅｒｎｅｌ是ＩＯＷＲＴＤＯＳ的核心,主要提供内存管理,多线程管理和     

二维非递归的低成本FIR滤波器设计方法

为降低有限冲激响应(Finite impulse response, FIR)数字滤波器的成本,提升可综合性,提出了一种基于系数矩阵的二维非递归优化算法,并进行了仿真.首先,对现有的数字滤波器优化算法进行了调研,比较了各优化算法的优势和不足;然后,对现有的一维非递归算法进行优化,提取一维非递归算法优化后的冗余项,得到了二维非递归优化算法,并分析了算法的复杂度;最后,生成多组滤波器分别对本算法与一维非递归算法,以及本算法和现有递归算法进行仿真和对比.仿真结果表明:提出的二维非递归FIR滤波器设计方法充分利用了系数矩阵的冗余信息,保留了现有算法的最小逻辑深度特性,同时可以进一步节省中间加法器个数;相比于现有的一维非递归算法,本算法可节省10.05%(12 bit量化)和7.21%(16 bit量化)的加法器个数;在低阶滤波器的设计中,加法器使用量降低到了传统CSD表示法的30%左右,从逻辑深度和加法器个数两方面都超越了已发表的递归和非递归滤波器设计方法.     

通用高速数据采集及测试平台设计

在图像和雷达等信号处理领域中,一个系统往往需要多块信号处理板进行协同工作,为了实现各个电路板之间的高速数据传输和通信,设计出了一种新型高速数据采集测试平台;平台采用64B/66B编码,同时兼容8B/10B编码,使用光纤作为传输介质,采用高性能FPGA为处理器实现高速数据收发;测试证明,采用64B/66B编码方式的平台相较于采用8B/10B编码方式的平台能够在大幅提高传输效率的同时减少数据冗余率;该平台设计通用性强,提高了通信速率的同时简化了外围线路的复杂性,可以为超高速数据采集提供更为高效的硬件支撑,并已得到了广泛的应用,具有较强的实用性。     

现代仪器用多微处理器系统仲裁机制的研究

在分析现代仪器系统特点的基础上,研究了多微处理器系统的总线仲裁机制,选择了基于分布式仲裁方式和动态优先权策略作为系统的总线仲裁机制．由于采用了“优先权分段”的原则和“自选择优先权网络”电路,保证了总线使用权的公平性、合理性、灵活性和系统的可伸缩性,为系统容错和带故障降级运行提供了硬件基础,提高了系统的可靠性和实时性,满足了现代仪器的特殊要求．     

现代医疗仪器用多微处理器操作系统结构研究

主要讨论了现代医疗仪器用多微处理器操作系统体系结构,并详细介绍了一个原型系统的设计与实现,多功能、多参数、智能化、网络化是现代医疗仪器系统的发展方向,为了给这种趋势提供一种更好的软硬件支撑环境,我们研制了现代医疗仪器用多微处理器系统,与共享存储型的紧耦合系统相比,分布式存储型的松耦合体系结构具有性能价格比高、可靠性好、增量可扩充性强以及满足内在分布式应用等优点,它代表了未来医疗仪器系统的发展趋势,在此硬件平台上构造了一个适用于现代医疗仪器的弱实时分布式操作系统(IOWRTDOS),由于其体系结构综合了层次模型和微内核模型,分析与设计采用面向对象技术,因而系统具有结构灵活、模块性好、易于移植和自由扩充等特点。