WiNoC中基于Edge first算法的流量平衡设计

在无线片上网络中,无线节点拥塞以及不同子网和全局网络内的流量平衡情况对整个片上网络的通信效率有着重要的影响,为此提出了基于Edge first算法的全局流量平衡机制（GTB）。首先优化了划分有线无线数据包的机制,减少了无线节点处的拥塞;其次根据无线路由器（WR）的拥塞情况,提出Edge first路由算法平衡子网内的流量;最后在全局网络中提出了全局子网拥塞感知（GSCA）判断机制,使得长距离数据包优先从低拥塞子网通过,平衡了全局网络的流量。实验表明,该方案在可接受的硬件开销、功耗开销下,保证较低的网络延迟和较高的网络吞吐率,并且大幅的提升了网络的流量平衡性能。     

一种基于熵源分离模型的可重构安全原语

在信息爆炸时代,信息的安全问题受到了广泛关注。在物联网设备的加密协议中,物理不可克隆函数(PUF)与真随机数发生器成为加密协议中基本的安全原语,提供了轻量级的解决方案。文章提出了一种熵源分离模型,能够分离环形振荡器中抖动(真随机数发生器的熵)和工艺偏差(PUF熵)引起的延时。基于该模型,在FPGA上设计了一种可重构的双工作模式电路,通过改变模式可分别生成PUF和真随机数。相较于FPGA上独立设计的PUF和真随机数发生器,该结构具有资源开销小、面积利用率高、功耗低等优势。实验结果表明,生成的PUF稳定性高、唯一性强、均匀性好;真随机数序列均通过了NIST测试,具有高随机性和不可预测性。     

一种新型低功耗加固SRAM存储单元

提出了一种抗辐射加固12T SRAM存储单元.采用NMOS管组成的堆栈结构降低功耗,利用单粒子翻转特性来减少敏感节点,获得了良好的可靠性和低功耗.Hspice仿真结果表明,该加固SRAM存储单元能够完全容忍单点翻转,容忍双点翻转比例为33.33％.与其他10种存储单元相比,该存储单元的面积开销平均增加了 3.90％,功...     

基于新型压缩树的近似Booth乘法器

随着大数据、云计算、物联网等技术的兴起,终端设备在硬件开销和供电方面面临巨大挑战,对于新型高效低功耗运算单元的需求日益迫切。针对运算单元功耗高的问题,提出了一种新型高效低功耗的近似Booth乘法器,可应用于图像处理、多媒体处理、模式识别等可容错应用领域。实验结果表明,与已有乘法器相比,所提出的近似Booth乘法器在功耗和延时方面分别降低了19.3%和28.6%,在面积方面节省了29.0%。同时,所提出的近似Booth乘法器的运算精度也具备一定的优势。最后,在高斯滤波的应用中验证了所提出的近似Booth乘法器的实用性。     

高精度自整角机轴/角测量系统设计

介绍了一种高精度自整角机轴/角测量系统设计方法,给出了基于FPGA的硬件电路设计、仿真和数据分析。本设计重点研究了轴/角测量的一种全数字信号处理方法,在FPGA器件上实现了系统的时序控制、数字混频、FIR滤波器和轴/角转换等模块的数字电路设计,保证了系统的抗干扰性和可靠性。设计仿真与分析结果表明,采用14位数字输出可获得1.3′的轴/角测量精度,满足了自整角机轴/角测量的高精度设计要求。     

一种基于FPGA进位逻辑的RO PUF设计

物理不可克隆函数(PUF)作为一种可有效地应对硬件安全问题的电路结构,在近些年得到了广泛的关注.环形振荡器(RO)PUF由于不需要完全对称的布线方式,因此被认为是最理想的PUF结构之一.现有的ROPUF设计愈加复杂且需要"硬宏"来固定电路,这导致PUF的移植性很差.文章利用FPGA中固有的进位逻辑资源实现RO PUF,...     

一种基于环形振荡器的轻量级高效率的真随机数发生器

真随机数发生器(TRNG)作为芯片中重要的安全组件,在现代加密系统中扮演着越来越重要的角色.对于TRNG的设计,关键是需要熵提取器可以在恶劣的环境变化(如工艺波动、电压和温度(PVT))下稳定地生成熵值.基于Xilinx FPGA平台提出了一种基于环形振荡器的低成本,高效率真随机数发生器.TRNG一方面通过快速进位逻辑...     

一种基于FPGA的微处理器软错误敏感性分析方法

为了自动快速地分析微处理器对软错误的敏感性,该文提出一种基于FPGA故障注入的软错误敏感性分析方法。在FPGA芯片上同时运行有故障和无故障的两个微处理器,并充分利用FPGA的并行性,把故障注入控制、故障分类、故障列表等模块均在硬件上实现,自动快速地完成全部存储位的故障注入。以PIC16F54微处理器为实验对象,基于不同负载分别注入约30万个软错误用以分析微处理器软错误敏感性,并对敏感性较高的单元加固后再次进行分析,验证该方法的有效性。实验数据表明,使用该方法进行故障注入及敏感性分析所需的时间比软件仿真方法提高了4个数量级。     

低测试逃逸的晶圆级适应性测试方法

为了降低集成电路中测试成本,提高测试质量,该文提出一种低测试逃逸率的晶圆级适应性测试方法。该方法根据历史测试数据中测试项检测故障晶粒的有效性筛选测试集,降低待测晶圆的测试成本。同时,分析晶粒邻域参数波动程度,将存在波动晶粒的参数差异进行放大并建模,提高该类晶粒质量预测模型的分类准确率;无波动的晶粒使用有效测试集建模的方法进行质量预测,减少测试逃逸的风险。根据实际晶圆生产数据的实验结果表明,该方法可以明显降低晶圆的测试项成本40.13%,并保持较低的测试逃逸率0.0091%。