神经网络并行MIMD处理器的研究及实现

为了能高速地实现多种神经网络,拓展神经网络在工业控制中的实时性、嵌入式应用,设计了一种多指令多数据流(MIMD)的通用型神经网络处理器(APP)。处理器的处理单元组之间、处理单元组与乘累加协处理器之间均可以并行执行任务、处理单元组与其他存储器之间可以并行通信。在FPGA上仿真验证了处理器的功能,并实现了用于轧辊偏心在线控制的BP网络和用于字符识别的Hopfield网络等两种不同的拓扑结构。实验数据表明,该体系结构具有较高的并行性,其性能优于其他常见的通用型实现手段。

基于结构的程序异构性自动提取

异构计算是并行处理的一个新领域 ,可望达到超级线性加速比 .提取程序的异构性是异构计算的一个重要步骤 ,但是直到目前为止 ,还没有任何自动提取程序并行特征的研究报道 .这方面的工作难度大 ,概念和术语含糊不清 ,本文从程序结构观点出发 ,清楚地给出了 SISD、SIMD、 MIMD的形式定义 ,它是提取程序异构性的基础 .文中讨论了循环程序结构变换方法 ,提出了几种循环类型程序的异构性判据 .

通用可编程LDPC编码器的设计

基于灵活性和通用性的考虑,设计一种基于多指令、多数据流的可编程处理器结构,实现准循环低密度奇偶校验码(LDPC)的编码算法。与传统的LDPC编码器相比,处理器采用数据位拼接方式实现矩阵与向量相乘,可以获得较高的计算速度、易于芯片布局。目前已经用硬件描述语言在Xilinx ISE平台可编程门阵列芯片XC2VP20上仿真实现了该处理器的架构,最大时钟频率为75 MHz。实验结果表明,该结构适用于多标准的LDPC编码器。

基于PC集群的MIMD并行计算系统设计

论述了PC集群并行计算平台的建立,以及在此平台下的单一系统映像SSI和消息传递接口MPI。给出了一种基于M IMD体系结构和粗任务粒度的PC集群并行计算平台,并通过积分求π并行算法实例验证了该系统的可行性和效能。

大型稀疏方程组的MIMD分布式异步并行求解

采用MIMD(多数据流多指令流)分布式异步并行迭代软计算法,分析了大型稀疏方程Au=B的M×M阶系数矩阵A=(a_(ij))的性态数值计算任务ψ:u=Du+R迭代格式收敛的相互关系,在分布式并行方式下,对数值计算任务ψ:M=Du+R的各子任务t_i∈T,引入了时间步τ_i∈τ和多处理机pi∈P,实现了异步进程迭代运算,并当稀疏迭代矩阵D满足不可约弱对角占优阵的条件时,构造了分布式MIMD下数值解迭代矩阵软计算的异步并行迭代格式u_i((n_i+ 1)r_i)=d_(il)u_i(t)+d_(i2u2)(t)+Λ+d_(in)u_n(t)+r_i(i=1,2,Λ,n),给出了该迭代格式的收敛证明及类Jacobi法稀疏矩阵分块有关异步并行收敛的一个有效推论。

DSP算法在并行结构中的实现技术

本文首先介绍了DSP采用并行结构的机理，然后针对DSP中的某些具体的并行结构，介绍一些标准算法在这些并行结构中的实现技术。

MIMD并行机上解决矩阵链乘序问题的算法研究

介绍了并行机向MIMD的发展趋势,描述了MIMD并行机上解决矩阵链乘序问题的算法,并对其复杂度进行了分析。针对处理器之间任务分配的问题,提出了一种合理分配任务的算法,并对这种算法的复杂度进行了分析。

LNG冷箱中降温过程的动态模拟并行计算

由于单核计算无法承担LNG冷箱中降温过程动态模拟的高负荷,采用共享内存模式下的对称多核并行计算方法实现带预冷的氮膨胀液化流程中冷箱降温过程的动态模拟。动态模型中,板翅式换热器采用一维模型,压缩机、膨胀机和节流阀按稳态元件处理;并行方法中,根据并行机特征和液化流程特点进行计算单元的划分及边界耦合,利用路障对每个积分步进行同步控制,通过显式的函数调用进行单元间通信。将模拟结果与试验数据进行对比,验证动态模型和并行方法的合理性。模拟结果表明:工质的降温速率主要取决于膨胀机多变效率;该并行方法使模拟进程加速23倍,计算结点效率是单核计算的3.83倍。

并行图像处理机技术

为建立弹载高性能嵌入式计算机通用平台,提出了一种基于高速数字信号处理器(DSP)的并行图像处理系统设计方案。研究了多指令流多数据流(MIMD)并行处理系统拓扑、片上系统(SOC)、先进总线和小型化集成模块设计等关键技术,并从系统和单元两个设计层次上,阐述了方案的实现途径。

多机操作系统研究

多机操作系统的研究与设计是计算机应用领域内的一个十分重要的课题.本文对多机操作系统的设计与执行程序进行了一些具体的研究,并着重介绍了作者自行设计的 ZMDOS.

基于DSP的天文导航数据处理平台

根据天文导航系统数据量大、实时性要求高、数据接口多的特点,设计了由2片定点型DSP TMS320C6416和2片浮点型DSP TMS320C6711组成并行的MIMD系统用作天文导航数据处理平台,其中TMS320C6416完成通讯、随动控制解算、灰度图像处理和指令处理,TMS320C6711完成星历计算、天文解算和星点亚像素提取。该平台具有体积小、功耗低、重量轻等特点,能有效提高天文导航系统图像处理能力、系统实时性和数据输出率,具有功能强大、运算能力强、实时性好的特点。

并行计算机的基本结构及技术

本文介绍了并行计算机的有关知识，详细分析了并行计算机的基本体系结构，从理论上讨论了提高并行计算机性能的主要技术。