基于龙芯2F体系结构的BLAS库优化

在KD-50-I平台上,基于常用优化技术,根据龙芯2F体系结构的特点,在数据预取、指令调度方面,针对高性能计算机系统中能有效解决线性代数问题的子程序集合BLAS,提出了新的优化技术,充分发挥龙芯2F处理器的性能,实现了高性能的BLAS.实际测试表明,高性能BLAS在750 MHz的龙芯2F处理器(双精度浮点峰值3 Gflops)上HPL实测峰值达到1.47 GHz,比原始BLAS提高了6倍以上,比ATLAS提高了45%.

基于龙芯2F的国产万亿次高性能计算机KD-50-I的研制

高性能计算机作为国家的战略资源,其自主性格外重要.龙芯2F是国产的高性能通用处理器,其低功耗、低成本和高集成度的特点对研制新一代高性能计算机系统具有很强的优势.KD-50-I万亿次高性能计算机采用336个龙芯2F处理器作为计算单元,使用两级全交换千兆以太网实现互连,具有高性能、低成本、低功耗和低占地面积等特点.KD-50-I的系统软件以开源软件为主,具有兼容性强、易维护、易升级、易使用等特点.在KD-50-I系统上对通信性能和BLAS数学库进行优化之后,Linpack峰值达到35.1%.

基于龙芯2F架构的PMON分析与优化

基本输入/输出系统(BIOS)是现代计算机系统的重要组成部分,负责计算机系统的开机自检、板级初始化、加载操作系统内核以及基本I/O功能。以龙芯2F CPU架构为研究背景,在其基础上分析了PMON的系统结构与工作流程,通过添加网络驱动程序,最终实现通过PMON加载Linux和VxWorks操作系统。进行必要的功能完善与性能优化,并经过严格的测试以排除可能存在的深层次缺陷,实现了一个性能稳定、功能完善、高可靠性的能与国产龙芯2F处理器平台紧密搭配的BIOS。

基于龙芯2F+1A的四余度火控计算机系统设计

应国防系统的安全要求,军用计算机的中央处理器逐步采用国产系列CPU来取代国外的产品。结合国产化工程实践需要介绍了一种新型的基于龙芯2F+1A的四余度火控计算机系统的设计思路与方法。详述了多路计算机系统的工作原理,以及基于国产中标麒麟操作余度管理模块的设计。经实验证明该软硬件系统能有效地提高安全性和可靠性,并有良好的实时性和实用性。

基于龙芯2F的国产处理器平台在路由器中的设计实现

高性能处理器(CPU)作为路由器设备的核心部件之一,主要用于实现路由器设备的控制及协议处理功能。对核心部件CPU采用了国产的龙芯2F处理器及与之相适配的中标麒麟操作系统,构建了国产处理器平台,应用到路由器设备中,解决了长期以来路由器设备对国外处理器的依赖,提高了路由器设备的安全可靠性,实现了路由器设备在硬件、软件的自主可控。对国产处理器平台进行了简要介绍,并结合实例验证了国产处理器平台在路由器设备中的设计方案正确可行,能够满足路由器的需要,可以进行推广应用。

Perf在龙芯2F上的设计与实现

在龙芯2F平台上设计并实现性能调优工具Perf。分析Perf的实现原理,针对龙芯修改Perf内核层中体系相关部分代码,设计硬件性能计数器的操作函数集和溢出中断处理函数。使用Perf分析矩阵相乘测试用例,结果表明Perf得到的采样结果接近理论值,与Oprofile相比,采样数据更精确。

基于龙芯2F的车载和便携设备系统设计

设计了一款基于国产处理器龙芯2F的嵌入式应用系统,该系统主要面向车载和便携设备。针对车载和便携设备的特点,在芯片选择上主要突出低功耗和稳定性;对直流电源部分进行了优化,提高了整个系统的效率;在系统的调试过程中,采用替代手段消除SM502芯片I2C逻辑上的bug,使系统支持市场上所有类型的内存条;为使系统的信号完整性达到高频电路的要求,提出了相应的设计方法和流程。

龙芯2F便携机主板中断机制研究与实现

龙芯2F处理器是面向桌面和高端嵌入式应用的64位高性能低功耗芯片,可应用于个人计算机、行业终端、工业控制、数据采集、网络安全等领域。通过研究龙芯2F处理器的中断机制,设计了龙芯2F便携机主板外部中断路由,在Linux2.6.36内核中实现了外部中断处理。大量测试表明:龙芯2F处理器能够准确及时地处理外部中断请求,达到了预期的设计目标。

基于龙芯2F处理器的PMC模块设计

以龙芯2F处理器为核心设计了一套PMC计算机模块,其具备高性能低功耗的优点,可满足大部分嵌入式计算机系统的需要。经环境应力筛选试验和环境试验验证,模块具备良好的环境适应性,性能稳定可靠,可大大提高机载嵌入式设备的自主可控能力。

基于龙芯2F的U-Boot固件移植与显卡优化

为提高基于龙芯2F的Yeeloong 8089平台的扩展性,阐述了U-Boot固件的基本架构和在该平台上的移植过程。描述了PCI设备特别是显卡的初始化过程,通过在U-Boot中引入视频图形阵列(VGA)基本输入输出系统(BIOS)模拟器的方式解决了在非x86架构平台上使用通用显卡的问题。经过调试和验证,U-Boot稳定运行于Yeeloong 8089平台,能够通过显卡显示启动信息,并可以成功引导Debian Linux内核。

基于多页的龙芯2F软TLB重载入异常处理改进

龙芯2F系统在TLB替换处理上开销较大,现有软TLB技术从减少TLB重载入异常处理时间方面考虑,利用软TLB来缓存TLB表项,提高替换处理中Cached命中率,减少了重载入异常处理时间。为进一步提高TLB效率,设计采用多页技术提高TLB的覆盖率,减少TLB替换次数,进而减少重载入异常处理的次数,达到提高系统性能的目的。

基于龙芯2F的智能1553B节点设计与实现

基于龙芯2F的的智能1553B节点用于对1553B总线上传来的数据进行解算并提供高分辨率显示输出。该节点通过1553B总线与外界接口，在硬件设计上采用国产高性能微处理器龙芯2F来进行解算，使用VolariV2芯片搭配8M64-bitDDRSDRAM来支撑1600×1200×32@70NI的显示模式，软件系统设计上使用VxWorks系统，并对PMON作优化设计来缩短系统启动时间。

基于龙芯的软件层动态变频研究与实现

龙芯2F处理器提供了软件变频的寄存器接口。为使基于龙芯处理器的计算机功耗更低,利用Linux内核已有的CPUFreq驱动框架,编写针对龙芯2F处理器的CPUFreq驱动代码,实现处理器的动态变频。通过对CPUFreq的节能和性能的测试实验,结果表明CPUFreq的OnDemand调控策略具备较好的综合效果。

KD-50-I-E:一台增强型高性能计算机

与基于龙芯2F处理器的国产万亿次高性能计算机KD-50-I相比,KD-50-I-E增强了系统的配置,改进了计算节点的设计,包括提高系统主频,采用速度更快的交换芯片和合理的结构布局,使整机性能得到提升,运行更加稳定可靠.目前已成功应用于城市交通控制与管理、防灾减灾.通过灵活配置计算节点、服务节点和其他应用部件,可以构建出适应不同行业应用需求的高性能计算机系统.

PMON系统下配置FPGA方法设计与实现

工业控制系统中存在多种基于以太网的现场总线协议,其功能均采用FPGA+phy的芯片架构实现,为便于多种总线配置的龙芯工业控制系统灵活生产和在线重构,提出一种基于龙芯2F平台PMON中配置FPGA的方法。在PMON的命令行界面,使用FPGA配置命令读取CF卡中的FPGA配置文件,完成FPGA配置过程,使配置FPGA的工作方便快捷。详述该方法的设计与实现,通过实际测试验证了该方法的可行性。

普适多媒体信息发布系统的构建

设计了一种基于龙芯2F的低成本多媒体信息发布系统,并提出了一种基于请求属性的更新调度算法。硬件体系结构以龙芯2F作为服务器CPU,CDMA、WiFi和有线多模更新模块,蓝牙推送模块等构成,软件环境为Linux操作系统。更新调度算法依据应用场景对请求加权予以最优调度,较好地降低了由于等待延迟而产生的系统开销。实验结果表明,系统运行稳定,更新响应实时性高,能够较好地满足用户需求,而且更新调度算法使系统各项指标均好于传统的FCFS算法。