双MicroBlaze软核处理器的SOPC系统设计

设计了一款基于双MicroBlaze软核处理器、面向嵌入式领域的SOPC系统,在信息处理繁忙的情况下,实现两软核处理器之间的同步、通信和中断功能,提高信息吞吐率和系统灵活性,降低设备尺寸。两处理器之间通过Mutex模块实现同步功能,通过Mailbox模块实现通信和中断功能,通过共享BRAM模块实现大块通信功能,并进行了有效的功能验证。该SOPC系统在XUPV5－LX110T开发板上得到验证。测试结果表明,两软核处理器之间有效地实现了同步,通信和中断功能,达到了预期的效果,验证了方案的有效性。     

基于跳频和同步捕获技术的水下无线通信技术研究

本文所阐述的水下无线技术即基于跳频技术和同步捕获技术的水声通信,由于声波在海水中的传播特性显著优越于电磁波和可见光,使得水声技术成为海洋高技术的主要研究领域之一 ,在国防领域也具有十分重要的研究意义.本文主要论述了水声通信中跳频技术和同步捕获技术的原理、具体算法的实现方案以及部分硬件设施的使用简述,并通过展示实验结果验证算法的可行性.     

基于OpenCL大规模种群并行遗传算法

为了提高RNA二级结构预测的准确率和加速遗传算法,提出基于OpenCL大规模种群并行遗传算法。通过研究遗传算法中潜在的并行性,以Acer TMP246M-MG-5086为实验平台,先在CPU中实现遗传算法,再使用OpenCL技术在GPU中实现大规模种群并行遗传算法。测试结果表明,并行遗传算法对于RNA二级结构预测的准确率平均提高了约49.88%,使用GPU平均加速比为9.76x。     

基于哈佛结构的单周期堆栈处理器设计

本文设计了一种基于Forth语言的堆栈式16位单周期处理器,该处理器含有深度为32的数据栈、返回栈和哈佛存储结构,其指令集包括29条指令,它的所有指令均在单个周期内执行完成．此处理器在Xilinx公司的XC5VLX110T FPGA开发板上实现的最高时钟频率为162．7M Hz ．本文首先介绍了此处理器的设计方法、整体结构和指令集,然后分析指令单周期执行的机制,最后给出了处理器的仿真和综合结果及其分析．     

基于FPGA的32位RISC微处理器设计

提出了一种与MIPS32指令集兼容的32位RISC微处理器(HP_MIPS)的设计方法.在对经典的MIPS体系结构分析之后,对处理器的整体结构进行重新划分,通过增加流水线级数设计出一种拥有8级流水线的微处理器数据路径结构,并且对设计中由于增加流水线级数而引入的流水线数据冲突问题给出了完整的解决方案.此外还设计了一种流水线结构的动态分支预测器用以解决微处理器分支冒险问题,其优点在于既能降低微处理器的CPI,同时又不会使流水线出现局部逻辑拥堵从而降低微处理器的主频.最后给出了设计的综合结果,并对该设计进行了软件仿真和硬件验证.在FPGA芯片上的运行时钟频率可迭146.628 MHz.     

基于OpenCL的Lammps短程力算法优化研究

Lammps是用于分子动力学模拟及其相关问题的一款开源软件,可利用其了解固体、液体性质,应用广泛。支持使用CUDA及OpenCL进行GPU加速。因OpenCL具有跨平台特性,将其作为研究重点。总结了OpenCL内核编程中需要注意的设计原则并阐述了一种改进的阿姆达尔定律用于衡量异构平台理论加速性能。测试了Lammps短程力计算在Y485P平台下的性能参数。通过对短程力计算中的关键部分如邻接表的建立及短程力计算部分的内核代码进行优化,使其取得了更好的加速效果。     

二模冗余MIPS处理器的设计与实现

基于二模冗余技术和FPGA动态部分可重构技术设计了一种二模冗余MIPS处理器。处理器可以在不中断系统运行的同时,使用动态可重构技术修复系统故障;通过对系统内部重要模块设置冗余逻辑,保证了系统的稳定性。这两种技术的使用使得本处理器与其他处理器相比具有更高的可靠性和更长的寿命。处理器系统在Xilinx公司XC5VLX110T开发板的上板测试结果表明,此处理器能正常运行。     

基于AXI总线的MicroBlaze双核SoPC系统设计

目的是利用嵌入在Xilinx FPGA中的MicroBlaze核实现基于AXI总线的双核嵌入式系统设计以及共享实现LED灯的时控。对于共享实现LED灯时控的方法是通过在两个低速总线之间加入一个axi2axi_connector实现axilite总线上的slave共享。对于实现双核之间的通信主要方法是利用mailbox和mutex完成核间通信。硬件平台采用的是Xilinx FPGA Spartan-6Atlys板,软件平台是Xilinx EDK,主要使用的是XPS(硬件设计)和SDK(软件设计),开发出了运行在FPGA上的基于MicroBlaze双核的嵌入式系统,得出了核间通信的可行性以及共享slave实现LED灯时控的实用性。     

一种快速的双重层次包围盒碰撞检测算法

传统的包含方向包围盒(OBB)的混合包围盒结构大多只是利用了OBB的紧密性特点,没有对OBB之间的相交测试进行改进,而OBB相交测试却占了这类算法的大部分运行时间。基于此,提出一种基于AABB-OBB双重包围盒的碰撞检测算法,外层的AABB可以快速排除分离距离较大的模型对,而当AABB相交时,与传统需要检测15条潜在分离轴的方法不同,内层的OBB之间的相交测试只需检测特定的5条分离轴。最后在算法的基本图元相交测试阶段,利用OBB之间相交测试所计算的中间值代替三角形的坐标值,省去不同模型中的三角形坐标变换,这一步骤进一步提升了整个算法的效率。     

堆栈处理器代码生成器的设计与实现

堆栈处理器是一种面向嵌入式控制领域的处理器,其执行过程不依赖于通用寄存器而是硬件堆栈。文中以一款基于FPGA设计的16位堆栈处理器为平台,研究如何将一个C源代码转换成能够被目标处理器汇编器识别的汇编指令。为了能够迅速有效地实现代码生成器,文中选用LCC。LCC是一款可变目标的C编译器,通过重新书写目标处理器的描述文件,LCC可以生成特定处理器的汇编指令。文章的最后通过一个简单的测试证明了C语言是可以移植到堆栈处理器上的。