基于X86平台和RSI的工业机器人步态自动控制系统设计

工业环境中的任务和工作场景是动态变化的,机器人需要能够根据环境的变化调整步态,以满足新的任务需求;为此,设计基于X86平台和机器人传感器接口(RSI,robot sensor interface)的工业机器人步态自动控制系统;以复杂指令集计算机为基础的X86架构设计机器人控制器主板,使系统具有高集成度和扩展性;利用超声波传感器和红外线传感器获取步态自动控制传感信号;使用基于AS5040型高精密非接触磁性转动编码器的步态关节控制器,通过总线扩展,定位关节运动方向;分析机械臂前后摆动步态规划轨迹,控制髋关节;使用RSI应用程序包控制点位运动,实现步态自动控制;实验结果表明,设计系统的膝关节x方向与实际轨迹只存在最大为20 mm的误差,y方向与实际轨迹一致;髋关节x方向与实际轨迹只存在最大为20 mm的误差,y方向与实际轨迹只存在最大为15 mm的误差,能够提高控制精度,控制效果较好。

C++实现X86架构计算机CPU加速的路径研究

计算机CPU加速可以提高处理器性能,更快地执行相关指令,完成数据处理任务。伴随大数据时代到来,计算任务增多、应用程序的负载增高,更需要通过CPU加速,为计算机提供必要的计算能力,确保系统的兼容性和未来的可扩展性。C++语言可以通过编写利用CPU特定指令集的程序间接实现CPU加速,显著提高计算密集型任务的性能。围绕C++实现X86架构计算机CPU加速的路径进行研究和分析,就X86架构的CPU加速要点进行阐述,分析C++语言实现CPU加速的策略,为提高计算机性能提供支持。

基于PCIe+X86系统的毫米波信号实时处理研究及FPGA实现

为了满足毫米波5G信号采集传输控制系统中对前端射频芯片的控制以及5G数据到上位机的高速传输的需求,设计了一套基于FPGA的高速采集系统。实现了基带数据的高速传输,测试结果验证了设计方案的可行性。该系统可允许用户通过PCIe总线访问FPGA中的用户配置寄存器,同时该系统可对前端射频产生的不高于4 GB/s的连续或非连续上行数据进行实时采集,同时可以将上位机中的下行数据以不少于4 GB/s的速率写入FPGA侧的DDR4。

嵌入式实时操作系统μC/OS-II在Intel 80x86上的移植

介绍了移植μC/OS-II对CPU的要求及移植μC/OS-II的一般方法。实现了μC/OS-II在Intel 80x86系列(包括80186,80286,80386,80486,Pentiums以及Celeron,AMD,NEC-V系列等生产的多数80x86处理器)CPU上的移植。

精进不休 厚积薄发 从兆芯开先KX-5000看国产X86处理器的成果与意义

2017年年末，当很多人已经放下手中的工作准备好好过一个元旦假期的时候，中国的科研人员却带来了一个重磅消息——-12月28日，上海兆芯集成电路有限公司正式发布了本刊之前曾多次报道，基于Wudaokou处理器架构，代号为ZX—D，正式型号为兆芯开先KX-5000系列的国产新一代X86处理器。我们知道目前各种家用PC、服务器里的处理器都是基于x86架构，来自英特尔或AMD的产品，那么我国自行研发的这款x86处理器到底具备怎样的实力？当用户已经有大量国外产品可以选择时，打造自己的x86处理器是否还有意义？

面向基于x86处理器和AMBA的系统芯片的全系统模拟器PKUsim-86

基于周期级全系统模拟器对微体系结构进行系统性能评估成为芯片设计必不可少的环节.虽然x86处理器是当前商业和科学计算领域最广泛采用的处理器,很少有开源的x86模拟器能够满足研究需要.本文面向基于Geode GX x86处理器和AMBA总线的PKUnity-86系统芯片,设计并实现了周期级全系统模拟器PKUsim-86.它可以启动Microsoft DOS、Windows 98、Windows XP等操作系统,运行典型的x86应用程序.PKUsim-86支持功能模拟和性能模拟的在线切换,其指令模拟速度为0.86MIPS,与真实硬件的对比表明,PKUsim-86具有较高的相对准确度.

二进制翻译中的X86浮点栈处理

二进制翻译系统是一种基于软件的跨平台代码迁移系统,它将一种体系结构的二进制代码翻译成另一种体系结构的二进制代码.二进制翻译可以用于解决遗产代码的迁移问题,也可以实现不同硬件平台之间软件的通用.浮点栈的处理已成为以X86为源的二进制翻译的研究中的关键性问题之一,如何处理X86浮点栈问题直接关系到以X86为源的二进制翻译系统的性能.针对X86浮点寄存器栈的特征,提出了一种扩展虚拟栈(extending virtual stack)处理方案.它采用归一的方法,保证了每个基本块中的运算所涉及到的浮点寄存器可以直接映射到目标机器中的浮点寄存器,确保了翻译的效率,并利用翻译时的分析避免了在入口处不必要的判断;同时还给出了在基本块入口处判别一个基本块是否会出现浮点栈上溢和下溢的充分必要条件,为生成更加高效的代码提供了条件.实验表明,它能够在保证正确实现其功能的前提下,获得更好的执行效率.

X86中央处理器安全问题综述

中央处理器(CPU,central processing unit)作为计算机系统的运算和控制核心,是信息处理、程序运行的最终执行单元,其安全问题对国家网络、关键基础设施及重要行业的信息安全有着深刻的影响。CPU自产生以来,在逻辑结构、运行效率以及功能外延上取得了巨大发展,但也面临许多安全问题。对x86架构的中央处理器安全问题进行综合论述:首先介绍CPU的发展脉络并总结其安全模型,在此基础上分别从指令集架构(ISA,Instruction Set Architecture)设计、安全模型以及后门3个角度分析目前出现的CPU安全问题;然后按照漏洞发现、漏洞机理剖析以及漏洞成因分析3个层次对CPU漏洞进行详细阐述;最后分析了CPU现有的安全防御机制,并探讨了可能的安全解决方案及发展趋势。

面向X86多核处理器的数据流程序任务调度与缓存优化

数据流编程作为一种编程模式被广泛地应用于多核处理器系统,其多核处理器的并行调度和对主存的访问延迟对程序的性能有很大的影响.为此,结合X86多核处理器的特点,提出一种数据流程序的任务调度与缓存优化方法.任务调度优化首先在预处理阶段提高目标程序的局部性和并行粒度;然后利用数据流程序的数据并行、任务并行和流水并行优化核间负载均衡,并构造软件流水调度.缓存优化针对目标系统的层次性缓存结构特征,通过消除缓存伪共享减少多核并行运行时相互间的干扰,根据逻辑线程间的通信分布实现逻辑线程到处理器核的映射.以COStream作为数据流编程语言,输出经过编译优化后的目标代码.实验选取数字媒体领域典型的算法进行测试,测试结果表明,编译优化后的测试程序基本达到线性加速比,验证了编译系统的有效性.

兼容X86指令的32位乘法器的分析与设计

通过研究X86指令手册中各种乘法指令,分析其可能需要的微指令类型,结合龙腾C2的微体系结构,对执行部件以及译码部件工作作出权衡,同时又考虑到旁路设计的需求,设计出适应不同乘法指令类型及结果时机需求的三级流水32位有符号、无符号混合树型乘法器结构。使用基4布斯编码,对操作数的高位进行分析,将传统的17个部分积转变为16个部分积,减少了乘法部件的面积,同时在逻辑上给出了关断开关,尽量减少电路的翻转频率,有效地降低了电路的功耗。

基于x86体系结构处理器的VME主控模块设计

在VME标准的阵列信号处理系统中,主控模块作为主设备具有控制、显示和数据存储的重要功能。设计了一种基于x86体系结构处理器的VME主控模块,采用双总线的设计,VME总线用作控制总线,高速LVDS总线用作数据总线,大大提高了系统各模块间的通信速度。上位机软件是利用QT在Visual Studio 2008环境下编写的,用户可以通过图形界面方便地对主控模块进行操作。该主控模块在大量的测试和系统应用中都能高效、稳定、可靠地运行,适应于更加广泛的应用。

基于国产X86处理器的异构计算平台构建及敏感数据保护

大数据时代对敏感数据的保护需求与日俱增，如何在安全可控的软硬件环境下进行大数据集处理成为一个研究热点。设计了一种基于安全可控国产X86处理器的大数据平台，利用AES（Advanced Encryption Standard）算法对海量敏感数据提供安全保障；并合理构建GPU畀构计算环境，充分提高国产大数据平台的分析计算效率，为海量数据的安全处理提供了全新的解决方案。实验结果表明，基于国产兆芯X86处理器的GPU异构计算平台能有效满足大数据集处理需求；通过改进异构计算环境下的AES算法提升了加密效率，并获得了22-23倍的加速比。当应对海量数据（GB级以上）时，国产异构计算平台的并行处理能力和加速效果非常明显。该研究结果对有海量敏感信息的大数据集处理和信息安全保护具有重要应用价值。

X86结构中微程序ROM的实现技术浅析

微程序控制是X86结构的一个显著特点,深入剖析了X86结构中微程序部件的结构形式,对微程序ROM的结构组织、具体电路的实现形式等问题进行了较为详尽的阐述。

无BIOS的X86模型及其Linux引导机制设计

BIOS机制是intel X86体系的重要组成部分,但是在Linux等现代操作系统环境下,该机制显得臃肿、缺乏灵活性、同时影响包括启动时间在内的各项系统性能.在对典型系统引导和运行原理进行分析的基础上,提出将ARM等新型计算机系统中的Bootloader概念引入标准X86体系的思路.介绍了一种引导Linux操作系统内核的新方法,该方法通过取消X86体系中的BIOS结构,在保证系统稳定运行的前提下,能有效简化计算机系统结构,大幅缩短系统引导时间,提高系统性能.

基于CPLD的X86系统硬件检测卡设计

X86处理器价格高,一旦出现故障会导致电子产品出现各种异常且定位困难。提出一种基于CPLD的X86系统硬件检测卡,当X86处理器出现故障时,将通往IO 80端口地址的上电自检数据通过CPLD转成串行数据输出。该方法不需要PCI硬件插槽,节省PCB空间840 mm2,不需要外置硬件debug卡,降低硬件成本,提高X86系统故障定位效率,方案可实施性强,尤其在高密度电子产品上具有很强的推广价值。

兆芯X86 CPU找到党政军蓝海

兆芯的国产X86 CPU服务党政军的办公和信息化,其主要创新是保密和安全设计。兆芯期望通过长期积累之后进入服务器和家庭市场。在整个生态环境打造方面,兆芯认为封闭性和办公性的领域对本土软件厂商有机会。

X86汇编程序可视调试虚拟机的设计与实现

应用虚拟机构建技术与可视化技术相结合,设计一个汇编程序可视化集成开发环境X86VVM2。实现了一个可执行X86汇编程序的虚拟机内核,在此内核的基础上,进行对程序运行时数据及其执行过程的可视化研究,实现CPU寄存器值及寄存器之间的数据交换可视化、堆栈信息可视化、代码跟踪和调试可视化。同时也实现了一个可视化代码编辑器。经过实验与分析,具备可视调试特征的X86汇编程序集成开发环境可令程序设计者更为直观地理解汇编程序的执行过程,提高调试效率。

汇编语言差异比较——从X86到ARM

文章从5个方面比较了教学中普遍采用的两种CPU——X86 CPU和ARM CPU的差异。X86作为典型的CISC计算机汇编语言,指令系统复杂,主要应用于通用计算机中。ARM采用嵌入式系统中广泛采用的RISC结构,多应用于嵌入式领域〉只有采用比较的学习方法才能更好地掌握不同处理器的特点及应用需求,更有利于实际的系统开发.

X86军用平板电脑电磁兼容性设计

X86平板电脑是军用移动信息系统的重要组成部分,具有性能高、兼容性强等优点,电磁兼容性是设备的关键指标;为满足X86平板电脑在环境恶劣的野战条件下的使用需求,需要对其进行针对性的电磁兼容性设计;通过分析X86平板电脑电磁干扰源,提出电磁兼容设计方法,包括屏蔽、滤波和PCB板设计等,重点是显示屏蔽和通信滤波设计;经试验分析,采取以上措施的X86平板电脑的电磁兼容性设计,能够满足国军标相关电磁兼容性要求。

基于X86架构Linux网络防火墙的研究

计算机网络技术的发展让人们的生活和工作与网络联系得越来越紧了,人们对网络的依赖也越来越多,网络安全问题成了当前迫切需要解决的问题,而良好的防火墙策略可以为网络安全提供一道很好的屏障。该文分析了目前X86架构网络防火墙的特点,运用了Linux操作系统源码公开,尤其在嵌入式和网络方面的优势,提出了基于X86架构Linux网络防火墙的安全策略,该策略可对网络防火墙有针对性地灵活配置。