基于函数级FPGA原型的硬件内部进化

电路进化设计是现阶段可进化硬件 (EHW)研究的重点内容 .针对制约进化设计能力的主要“瓶颈”,该文提出并讨论了一种简洁高效的内部进化方法 ,包括基于函数变换的染色体高效编码方案、与之配套的函数级 FP-GA原型和进化实验平台以及在线评估与遗传参数自适应方法等 .交通灯控制器、4位可级联比较器等相对复杂且具应用价值的电路的成功进化 ,证明该方法适用于组合、时序电路的进化设计 ,并可显著地减少运算量 。

基于函数级控制流监控的软件防篡改

软件防篡改是软件保护的重要手段。针对由缓冲区溢出等攻击导致的控制流篡改,提出一种基于函数级控制流监控的软件防篡改方法。以函数级控制流描述软件正常行为,利用二进制重写技术在软件函数入口处植入哨兵,由监控模块实时获取哨兵发送的软件运行状态,通过对比运行状态和预期值判断程序是否被篡改。实现了原型系统并对其进行了性能分析,实验结果表明,基于函数级控制流监控的软件防篡改方法能有效检测对控制流的篡改攻击,无误报且开销较低,其实现不依赖程序源码,无需修改底层硬件和操作系统,监控机制与被保护软件隔离,提高了安全性。

多目标学习的图像滤波电路函数级进化方法

针对图像滤波的可硬件化和细节保留中存在的问题,提出一种多目标学习的图像滤波电路函数级进化设计方法.首先建立平均绝对误差最小和高误差点数量最少的多目标滤波学习模型,以函数级基因表达式为进化电路个体的表征;采用离线进化模式搜索近似目标的最优进化电路个体,并对该个体的基因表达式进行VHDL转换,再将转换的VHDL移植于可编程逻辑器件上实现滤波电路.与多种滤波方法在边缘保留、峰值信噪比-均方误差的比较结果表明,电路在细节和边缘保留上有较大的提高,视觉效果更好.

函数级进化型硬件在模式识别中的应用

设计了一个基于函数级进化型硬件(FEHW)的高速模式识别系统,并提出了一种适合此系统的改进遗传学习算法——可变染色体长度遗传算法(VGA)。利用VGA代替简单的遗传算法(SGA)来处理大输入的图像数据,实时实现了3类飞机识别。仿真结果表明,VGA进化速度是SGA的9倍,识别率达到800％以上。

基于函数级原型的流水线可重构结构的研究

针对目前动态可重构技术中重构时隙的问题,本文利用流水线技术和可重构技术,提出并讨论一种流水线可重构体系结构的函数级原型设计方法,并采用AES算法对其进行了仿真验证.结果表明,流水线可重构结构的函数级原型设计方法可有效的解决动态重构系统中的重构时隙问题.

函数级硬件进化

本文提出一种以可编程浮点处理单元为进化单位的 FPGA结构模型 .给出了函数级硬件进化的概念 。

关于整函数级的思考

文章对整函数级定义进行了分析,给出了几种定义方式,对这些方式作了比较并得出了一些结论。

基于函数级进化型硬件的无损图像压缩

为实现无损图像压缩,设计了基于函数级进化型硬件(FEHW:Function-levelEvolutionalHardware)无损图像压缩系统。该系统由进化单元、函数单元和分类单元组成,运用遗传算法(GA:GeneticAlgorithm)自适应地改变其配置结构,在压缩过程中以函数进化的方式,进行像素预测和误差预测,以此增强无损图像压缩的性能。运用LOCO(LowComplexityLosslessCompression),JPEG(JointPhotographicEx-pertsGroup),CALIC(Context-basedAdaptiveLossslessImageCoding)和GA无损压缩算法进行了仿真,给出了不同算法对9种标准图像无损压缩的比较结果,该方法平均压缩率为4.885bit/pixel。

发掘函数级单指令多数据向量化的方法

当前面向单指令多数据(SIMD)扩展部件的两类向量化方法分别是循环级向量化方法和超字级并行(SLP)方法。针对当前编译器不能实现函数级向量化的问题,提出一种基于静态单赋值的函数级向量化方法。该方法首先分析程序的变量属性,然后利用一组包括向量函数子句、一致子句、线性子句等编译指示子句指导编译器实现函数级向量化,最后利用变量属性结果对向量化代码进行了优化。从多媒体和图像处理领域选择部分测试用例对所提的函数级向量化的功能和性能在国产申威平台上进行测试,与程序串行执行相比,采用函数级向量化后程序的执行效率更高。实验结果表明函数级向量化可以取得类似任务级并行的加速效果,该方法可以指导自动函数级向量化的实现。

数字演化硬件的函数级在线进化技术研究

采用基于现场可编程门阵列(FPGA)模型的数字电路函数级在线自适应进化方法,提出了一种新的有效的进化策略:根据目标电路的功能组成将目标电路分解为多个子模块单元,然后对多个子模块单元分别进行进化设计,再利用子模块单元进行预期目标数字电路的在线进化,以降低每一级进化的染色体长度和提高收敛速度。以4×2乘法器电路为例,用这种方法成功实现了数字电路在线进化,结果表明,与逻辑门级进化方法相比,该方法改善了在线进化时存在染色体过长、收敛速度缓慢、测试评估困难的状况,收敛速度提高了5倍左右。

解析函数级的性质研究

文章给出了解析函数和级的定义,并讨论了级的定义的选择问题.通过两个定理分析可知,在|z|<1内的解析函数的级与|z|=1处奇点个数无关,而影响函数f(z)的级的关键在于奇点的类型.同时推广到在整个z平面上解析的整函数,给出了相应的级的定义,简介了它与|z|<1内的解析函数的级的相似性质.

一类非线性方程的函数级数解法

本文首次用双曲正割和双曲正切的函数幂级数表示一类非线性方程的特定解,在参数受到某些限制时,这种函数级数解可以被截断为只有几项的形式——截断解.我们既给出了高重(七重)KdV 方程和一些其他具非线性背景势作用的非线性方程的函数级数解,又给出了相应的截断解.

基于函数级进化方法的乘法器设计

介绍了可进化硬件的基本思想,阐述了基于遗传算法和现场可编程门阵列的函数级进化方法及其特点。采用函数级进化的结构,用遗传算法实现了乘法器的设计;讨论了进化设计中影响进化速度和成功率的因素,通过设计恰当的染色体编码提高了进化速度和评估效率。

一种操作系统函数级安全监控方案

当前我国自主研发的操作系统已经具备许多实际应用环境和场景,尤其多用于重要服务器、核心设备等关键环节,因此挖掘并修复它们的内核漏洞十分重要。目前业界的漏洞挖掘技术基本上还是局部的、人工的和技术性的手段,缺乏一种广义的、全局的、算法级别上的思想和方法。在已知源码的基础上,提出一种以函数为粒度的自动变造、自动追踪和自动分析验证算法。实现了操作系统内核函数运行时监控和调用序列分析,实时发现利用内核漏洞的入侵,并精确定位出现漏洞的源码,阻塞漏洞入侵代码的运行。

利用函数级的可演化硬件实现ATM单元调度

研究使用可演化硬件（ＥＨＷ）在异步传送模式（ＡＴＭ）、网络进行实时调度的可能性。模拟结果表明：函数级的ＥＨＷ对于ＡＴＭ网络上的单元调度问题表现了好的控制性能。

无穷级亚纯函数的T方向和Borel方向

对任意正整数q1和q2,记E1={argz=θj|0≤θ1<θ2<…<θq1<2π}及E2={argz=φj|0≤φ1<φ2<…<φq2<2π},若E1∩E2=Φ.则(i)对任意正整数μ,存在复平面上下级为μ的无穷级亚纯函数f(z),恰以E1∪E2为其T方向且恰以E1为其Borel方向.(ii)存在复平面上的下级为无穷的亚纯函数f(z),恰以E1∪E2为其Borel方向且恰以E1为其T方向.

有穷级整函数的唯一性

讨论有穷级整函数的唯一性 。

亚纯函数的无穷级Borel方向

研究了无穷级亚纯函数的Borel方向,得到了一个充分必要条件,另外,还联系到零点聚值线给出无穷级亚纯函数的Borel方向存在的一个充分条件.

叙列空间l1、l∞、Co上的K级有界变差函数

本文得到了定义在叙列空间、、Co上的K级有界变差函数的一些改进性质，并在规定的范数意义下，证明了Vk([a,b], )、Vk([a,b],)、Vk（[a,b],Co）为Banach代数。

叙列空间上的三级囿变函数

给出了叙列空间上的三级囿变函数,并对它进行了刻化。