超长指令字DSP标量访存单元的设计与优化

近年来,随着集成电路技术的发展处理器与存储器之间的速度差异越来越大,存储器愈发成为制约计算系统性能的瓶颈。对于嵌入式、低功耗领域的DSP而言,其架构和应用场景与通用CPU不同,CPU的访存设计难以满足DSP的访存需求。针对超长指令字DSP在访存实时性、顺序与固定延迟、高效数据一致性方面的需求,设计了一种适用于DSP的标量访存单元,可配置的设计能够满足DSP的访存实时性;基于ID的顺序机制保证超长指令字架构对Load指令返回数据的顺序与固定延迟要求,存储开销为87.5 B;硬件查找“首1”加速了数据一致性所需的写回操作。当Cache中25%,50%和75%的行需要写回时,优化后的一致性写回开销为逐行扫描方法的26.4%,51.3%和76.2%,只与有效脏行数量成正比,与Cache容量无关。

面向三维忆阻阵列的状态逻辑计算

基于忆阻存储阵列的状态逻辑电路是打破“冯·诺依曼瓶颈”,实现存内计算的有效途径。然而,目前针对存内状态逻辑电路的研究多以二维忆阻存储阵列为基础平台,缺少对更复杂的三维忆阻存储阵列中状态逻辑实现的讨论。相比于平面二维阵列,三维忆阻存储阵列拥有更大的存储密度和更丰富的器件连接关系,能对状态逻辑门的构建提供更灵活的配型方法。因此,有必要对状态逻辑门在三维存储阵列中的配型和级联过程进行专门讨论。立足平面堆叠型三维忆阻存储阵列,从基本状态逻辑门的实现以及支持级联的综合映射方法2个方面对复杂状态逻辑计算过程实现进行研究。首先,分析并总结了平面堆叠型三维忆阻存储阵列中器件的连接关系,并据此得出实现两输入布尔逻辑的状态逻辑门配型要求。其次,提出一种复合状态逻辑门,通过将逻辑输入与逻辑输出共享同一个忆阻器,来一步实现复杂逻辑功能(例如,定义为ONOR),节省复杂状态逻辑计算过程的步骤与器件数目。最后,还给出了基于三维忆阻存储阵列中复杂状态逻辑计算实现的自动化综合映射方法。对LGsynth91基准的测试结果表明,与当前二维阵列中的最优映射结果相比,提出的基于三维忆阻存储阵列的综合映射方法实现了层间的逻辑计算,并且节省了41.1%的阵列使用面积。在引入ONOR复合门之后,完成计算需要的逻辑操作步骤、忆阻器数目、阵列使用面积分别进一步降低了8.6%,18.8%和50.5%。

量子计算机:量子算法与物理实现

量子算法与物理实现是量子计算机研究中的两个基本问题。本文首先总结了相关领域的主要进展,并讨论了有代表性的量子算法,特别介绍了用于求解线性方程组的量子算法,分析了影响新量子算法提出的因素。然后,探讨了物理实现的迪文森佐判据,并介绍了典型的实现方案及性能比较。同时,也关注了对量子计算机研究持有异议的观点。最后,对量子计算机的新研究方向作了探讨。

室温工作的单电子晶体管研究

由于具有低功耗、高速度、高集成度等优点,单电子晶体管成为最有前景的纳米电子功能器件之一。但是,由于结构上的特殊性,单电子晶体管只能在低温下正常工作,该特性限制了其实用化进程。因此,研究可在室温下工作的单电子晶体管具有重要意义。在分析单电子晶体管工作机理的基础上,计算了单电子晶体管室温工作的基本条件,并实验制备出了样片。测试结果表明,所制备的单电子晶体管可在室温下表现出库仑振荡等基本特性。该研究成果将为单电子晶体管的集成实用化打下良好的基础。

PCI总线卡设计与实现的几个关键问题

PCI是一种高性能的局部总线规范 ,可实现各种功能的标准 PCI总线卡 ,取得了广泛应用。本文简要介绍与 PCI总线卡设计及实现相关的几个关键技术问题 ,主要包括时钟与复位信号、总线分支长度的限制、电平转换电路。

容错磁盘阵列的性能模型

本文以排队论为工具，建立了容错磁盘阵列（ＲＡＩＤ）的Ｍ／Ｇ／１排队模型，并在此基础上分析了ＲＡＩＤ的平均响应时间、稳定数据传输率等重要性能指标；比较了同步和异步ＲＡＩＤ的性能差异；最后提出了以吞吐率作为衡量ＲＡＩＤ性能的综合指标，并给出了确定最大吞吐率的定理。

RAID系统的设计与实现

容错盘阵列通过采用多盘并发操作和冗余技术，可显著改善Ｉ／Ｏ系统的数据传输率和可靠性。在本文中，我们描述了一个高性能ＲＡＩＤ系统的设计与实现。该ＲＡＩＤ系统基于标准接口（ＥＩＳＡ，总线和ＳＣＳＩ总线）和高效纠错码（Ｒｅｅｄ－Ｓｏｌｏｍｏｎ码），具有高性能、高可靠性和通用性强的特点。本文重点是所设计的ＲＡＩＤ控制器的逻辑结构、设计方法、以及ＲＡＩＤ系统的软件构成、性能评价。最后我们提出了进一步改进设计的努力方向。

一种管理磁盘存储空间的新方法

本文提出并探讨了一种管理磁盘存储空间的新方法——区间管理法(IMM)。这种方法把磁盘存储空间视为若干连续块区间的集合,将物理上连续的盘空间分配给每个写请求,这为高速存取提供了支持。文中给出了IMM的分配和回收算法流程,并作了可行性模拟。模拟结果表明,IMM是一种有效的盘空间管理方法。

超级计算机发展现状及趋势分析

超级计算机是一个国家科技发展水平和综合国力的重要标志。TOP500组织以浮点运算性能实际测试值HPL为排序依据,每年2次发布全球超级计算机TOP500榜单,该榜单一直被美国所占据,但近些年来中国的"天河二号"和"神威·太湖之光"也多次位居TOP500榜首。这是因为中国的超级计算机突破了一系列关键核心技术,如"天河二号"自主设计实现了创新性的异构多态体系结构、先进的微异构计算阵列、光电混合的自主定制高速互连网络和层次式加速存储架构等。超级计算机在地球环境和宇宙环境模拟、平安城市建设、生物医学模拟分析、中微子探测等高科技和尖端技术领域都有应用,未来也在朝着更高性能、更快互联、更高可靠性、更高效的编程环境以及更高能效的方向发展。

研究生研讨课质量评价体系研究

指出研究生研讨型课程中存在的诸多不足,分析教学督导组对研讨课的反馈信息,阐述课程的实施情况,结合国内外研讨课教学的研究成果,并根据布卢姆认知领域教育目标分类理论,提出研究生研讨课质量评价体系。

容错磁盘阵列系统FDAS的实现

本文论述了容错盘阵列系统ＦＤＡＳ设计和实现中涉及的若干技术问题，重点是系统总体设计、容错技术及实现、并行控制及数据传输技术。

透析数据分级存储

数据分级存储，是指数据客体存放在不同级别的存储设备(磁盘、磁盘阵列、光盘库、磁带库)中，通过分级存储管理软件实现数据客体在存储设备之间的自动迁移。

数据存储技术应用的发展趋势

面对数据爆炸性的膨胀,企业正面临前所未有的存储挑战.为了充分利用资源,减少重复投资,存储作为构成计算机系统的主要架构和电子商务的基础设施之一,不再仅是充当外围设备的角色,逐步从系统中独立出来,成为一个完整的系统.

基于CL9100/CL9110的MPEG-2解码系统的设计

利用MPEG-2标准压缩的动态图象具有高清晰度和高质量的视听效果,有着广泛的应用前景,本文描述了利用C-Cube的CL9100/CL9110芯片组构成的MPEG-2解码系统,内容包括芯片功能介绍、解码系统结构及工作原理。

SAN存储技术研究

SAN是通过专用高速网将一个或多个网络存储设备和服务器连接起来的专用存储系统,未来的信息存储将以SAN存储方式为主。可采用光纤通道、IP/Ethemet、InfiniBand互联技术分别组建FC-SAN、iSCSI-SAN和InfiniBand-SAN。对SAN这一最具发展潜力的网络存储技术进行了较为全面的介绍,重点研究TiSCSI-SAN和InfiniBand-SAN这两种新的存储技术。

存储技术发展趋势及系统选用策略

继2001年之后，2002年仍被业界称为“存储年”，可见存储业的强劲发展势头。但存储产品系列种类多，按不同的分类依据可分成多种不同的种类。用户面对眼花缭乱的存储产品，该如何选择呢？还是让我们先从技术趋势谈起。

2002年存储热点回顾

在移动存储逐步普及的同时,存储正迅速走向网络化,存储管理软件的重要性也在不断增加。2002年存储热点频出。

网络存储的未来——存储网格

网格计算的目的是把诸如服务器．网络．存储等资源整合在一起．能像一个单一的系统一样管理。通过网格计算．可以满足系统对高性能计算环境、高可扩展能力的需求．以完成一个大规模的计算任务。存储网格是网格技术发展的一个重要组成部分．它通过网络．以一种灵活的．透明的方式分配资源．依照事先设定的存储策略和程序．高效地使用和管理资源．以保护信息资产的安全。