可重构流水线构形选择和作业调度集成优化

针对可混流生产同零件族多种零件的可重构流水线(RFL),以最小化生产周期总成本和最小化拖期惩罚为目标,建立了RFL构形选择和作业调度集成优化的混合整数多目标规划数学模型.采用LINGO软件进行案例计算验证了模型的正确性.随后,融合拥挤距离计算和外部Pareto解集档案构建技术提出了一种快速获取集成优化问题Pareto解集的多目标粒子群算法(Mo PSO).在Mo PSO中,采用实数和整数混合编码的粒子表征RFL的构形和调度方案,所设计的粒子编码/解码方法和更新机制可保证粒子所对应解的可行性.将Mo PSO与NSGA-Ⅱ算法应用于3个案例,通过案例计算对比验证了Mo PSO算法的有效性.计算结果表明,Mo PSO获取的非支配解的质量和计算效率均优于NSGA-Ⅱ.

高性能可重构流水线ADC的设计与仿真

提出了一种14 bit、100 MS/s可重构流水线ADC的设计方案,在采样/保持电路、栅压自举开关、折叠式共源共栅运算放大器、可重构控制器等关键电路上均有明显改进,降低了非理想因素对系统的影响,保证了所设计的流水线ADC的指标实现,并对关键模块电路和ADC系统进行了仿真验证。

应用定制可重构流水线的动态存储管理

可重构体系结构因为丰富的硬件资源和可重构互连网络,可以提供接近专用集成电路的性能和接近通用处理器的灵活性.首先介绍了一种面向领域应用的应用定制可重构流水线体系结构,可带来计算性能的显著提升;其次介绍了面向应用定制可重构流水线的存储管理方法,存储问题对可重构体系结构性能发挥至关重要.该方法基于配置信息动态管理数据输入、地址计算与访存操作分离,可以实现多种寻址方式,使在硬件上运行的硬件流水线高效流动.实验证明,相对于设置专用访存单元的可重构系统,节省了计算资源同时保证了流水线效率.

应用定制可重构流水线多功能寄存器文件设计

可重构流水线具有数据通路和运算部件功能可重构、灵活性高、重构开销小、支持多种数据流计算模式的特点,可显著提高数据密集型计算的效率.为了支持可重构流水线高效数据访问,设计了一种用于高速缓存的多功能寄存器文件MFRF.MFRF 采用一套寄存器组设计实现了多端口寄存器文件、堆、栈等多种功能,在没有显著增加面积开销的情况下,既具有普通寄存器文件的特点又具有堆和栈的功能.实验结果表明,该多功能寄存器文件可以有效满足可重构流水线的多种数据流计算模式的需求,运行矩阵乘和FFT 算法等典型算法性能良好.

DrawerPipe:基于FPGA的可重构分组处理流水线模型

公有云中需要灵活地部署网络功能以实现多租户间的网络隔离、服务质量保证与安全防护.软件实现的网络功能具有较高的灵活性,但性能较低,并存在分组处理吞吐率较低、处理延时较高等不足.FPGA具有良好的可编程性及较高的处理性能.但如何使用FPGA实现可重构的网络功能缺乏统一的架构和方法.针对FPGA实现网络功能提出了一种可重构流水线模型——DrawerPipe.该模型将网络功能实现架构抽象为5个标准的"抽屉",不同的"抽屉"可以根据需要装载不同的处理模块,通过组合这些处理模块实现各种网络功能.此外,DrawerPipe采用了一种协议无关的可编程模块接口,以实现不同模块接口之间的适配,从而解除模块间由特定接口信号定义而绑定的耦合性.最后,基于DrawerPipe实现了多种网络功能.实验结果表明DrawerPipe具有良好的可扩展性,以及线速处理性能、资源利用率高等优点,可用于网络功能的快速部署.

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.

二维阵列结构的流水线可重构路由进化策略

流水线可重构系统设计方法是目前动态可重构系统设计的一种重要设计方法.为进一步提高流水线可重构系统的性能,讨论并提出了一种简洁高效的流水线路由进化策略:包括基于二维阵列结构的流水线路径时延大小的评估函数、可重构单元阵列使用情况的状态矩阵函数和结合评估函数和状态矩阵的最短时延路径搜索算法.通过对算法的仿真,验证了其正确性和有效性,为下一步研究流水线可重构结构路由的硬件进化方法奠定了理论基础.

LARPBS上图像的模板匹配和中值滤波算法

图像的模板匹配和中值滤波是图像处理和计算机视觉中的基本操作。给定一个N×N图像、M×M模板和W×W窗口,该文在p2×N2个处理器的LARPBS模型上,分别提出了一个时间复杂度为O(M2·p-2)模板匹配算法和一个时间复杂度为O(W×loglogN2)/(p2×logloglogN))的中值滤波算法,其中,1≤p≤M,W<N。