多核处理器公平共享并行总线的方法

针对综合化电子系统中多个功能运行于同一多核处理器的不同核同时访问同一并行总线的冲突避免以及实时性问题,提出一种基于最小访问颗粒度的多核处理器公平共享并行总线的方法,并详细介绍了该方法的设计实现及验证。该方法不仅通过为每核分配一个总线操作缓冲队列保障了同一核的总线操作先到先服务,而且通过单个读写操作周期的公平队列算法保障了每核总线操作的实时性。工程实践表明,该方法是一种多核处理器公平共享并行总线的有效方法。

一种多核处理器中混合关键级任务半分区调度算法

目前用于混合关键级系统的任务调度算法存在资源分配不合理、中低关键级任务的运行受限等情况,造成系统整体服务质量被降低.本文提出了有效改进系统服务质量的半分区调度算法,该调度算法将用于多核处理器的空闲资源回收计算,能够在触发了高关键级模式的情况下,为被抛弃的低关键级任务分配空闲时间片.此外,该算法还可以利用系统中的空闲时间片推迟系统关键等级的提升,并提出系统关键等级平稳回落策略,两者可以确保系统关键等级不会过于频繁变化.最后,通过算法仿真和实验证明了本文所提方法在混合关键级任务调度问题上的有效性和优越性.

基于AMP模式多核处理器的可信节点构建方法

针对多核处理器的安全性进行研究,深入探讨了微处理器技术的发展背景以及多核处理器在非对称多处理(AMP)模式下所面临的安全挑战。通过运用可信计算技术和双体系架构,结合AMP模式的工作特点以及多核之间的控制机制,提出一种主动免疫防御系统的策略和可信节点的构建方法,分析了可信计算在全工作过程中的度量机制,有效解决了多核处理器在AMP模式下的安全问题,同时很好地保持了核内原有系统的实时性。该方法不仅可以增强多核处理器的安全性,还能确保系统的可信运行环境,为未来计算设备的安全提供了坚实的支撑。通过对实验验证结果的分析,构建方案完全可行,能够在实际应用中推广。

多核处理器共享Cache的划分算法

针对多核处理器性能优化问题,文中深入研究多核处理器上共享Cache的管理策略,提出了基于缓存时间公平性与吞吐率的共享Cache划分算法MT-FTP(Memory Time based Fair and Throughput Partitioning)。以公平性和吞吐率两个评价性指标建立数学模型,并分析了算法的划分流程。仿真实验结果表明,MT-FTP算法在系统吞吐率方面表现较好,其平均IPC(Instructions Per Cycles)值比UCP(Use Case Point)算法高1.3%,比LRU(Least Recently Used)算法高11.6%。MT-FTP算法对应的系统平均公平性比LRU算法的系统平均公平性高17%,比UCP算法的平均公平性高16.5%。该算法实现了共享Cache划分公平性并兼顾了系统的吞吐率。

基于GSLF-SSA的异构多核处理器任务调度

为了提高异构多核处理器平台的计算性能,从任务调度的角度出发,提出了一种使用黄金正弦和莱维飞行机制改进的麻雀搜索算法(Fusion of Golden Sinusoidal and Levy Flight in Sparrow Search Algorithm,GSLF-SSA)来优化异构多核处理器的任务调度。通过对异构任务调度的分析,将异构任务建模为DAG(Directed Acyclic Graph)任务模型,通过对其优先级进行随机编码分配,实现了GSLF-SSA算法求解域从连续到离散的映射,使该算法更能适用于异构多核任务调度之中。将DAG任务的最优调度长度作为算法的适应度值进行迭代寻优,通过与目前应用广泛的麻雀搜索算法(SSA)、混合式任务调度算法(IHSSA)、人工蜂群算法(ABC)等多种启发式算法在异构任务调度环境下的实验对比表明,GSLF-SSA能获得更优的调度长度与更短的调度执行时间。

基于国产多核处理器和FPGA的多接口处理模块设计

多接口处理模块负责实现航电系统的综合信息处理与调度、系统状态监控等功能。采用国产飞腾四核处理器、国产复旦微K7型现场可编程门阵列(FPGA)设计了一种多接口处理模块,搭载国产天脉3操作系统。飞腾四核处理器通过PCIe接口和FPGA通信,对ARINC429、RS422、RS485、离散量等接口数据进行收发和处理。

基于高密度计算的多核处理器电力芯片低功耗设计系统

多核处理器电力芯片是目前多种系统的重要组成部分,设计低功耗电力芯片,能够更好地保证系统正常运行。目前设计的电力芯片低功耗系统运行速度较慢,功耗难以达到用户要求,为此该文应用高密度计算设计了一种多核处理器电力芯片低功耗系统。兼容系统多核处理器与层次化AHB总线,探索处理器电力芯片的整体结构,集中处理存储数据信息,不断调整系统算法参数,通过高密度分析引入矩阵进行数据解析,确保运行过程的安全性。在分析处理器调度性能的基础上,利用高密度处理对数据进行层次化处理,避免数据冗余造成的系统运行故障。实验结果表明,引入所设计系统后电力芯片功耗减少了60%,加速比达到3.992,可以有效提高电力芯片运行性能。

基于双核锁步的多核处理器SEU加固方法

以单粒子翻转为代表的软错误是制约COTS器件空间应用的主要因素之一;为了满足空间应用对高集成卫星电子系统抗辐照防护的要求,提出了一种面向通用多核处理器的单粒子翻转加固方法,通过软件层面双核互检,在不额外增加硬件开销的前提下,充分提高了COTS器件的可靠性,具有良好的可移植性和较强的工程实用价值;进行软件故障注入实验,在程序执行的关键节点注入错误信息,验证该双核互检方法实用性;实验结果表明双核互锁方法可以100%检测出系统中产生的单粒子翻转,抗软错误能力满足应用需要。

一种基于ZYNQ的异构多核处理器之间的通信方法

随着嵌入式技术的发展以及信号处理技术的发展,测控系统在跟踪、遥测、测距、遥控等任务中,对系统的计算能力以及数据的分发速率等方面的要求越来越高,数据的通信效率已然成为整个测控系统性能的关键性指标之一。异构多核处理器作为一种特殊的处理器架构,它结合了不同类型的处理器,以此提供了更高的计算性能,被越来越多的应用到嵌入式测控系统中。

多核处理器的低功耗技术专利现状

随着半导体的快速发展,其集成度越来越高,半导体芯片的温度也随着指数的增长,数据表明,半导体芯片的功耗密度每3年就翻倍一次,进一步的,半导体芯片的故障率会随着温度升高10度而提高2倍,因此,在半导体芯片的研发过程中,功耗问题是始终无法逃避和回避的重要研究课题。

基于多核处理器的嵌入式电子系统设计与优化

随着信息技术的迅猛发展,数据处理能力需求日益增长,嵌入式系统作为信息技术核心,其设计与优化问题备受关注。多核处理器凭借卓越的并行处理能力,已成为嵌入式系统设计的主流选择。然而,多核处理器的应用也带来了诸多挑战,如操作系统设计、通信瓶颈和同步问题等。本研究致力于设计和优化基于多核处理器的嵌入式电子系统,提出有效的优化策略,以提升系统性能并降低延迟。通过深入研究和探索,期望为嵌入式电子系统的未来发展提供有力支持,推动信息技术的持续进步。

一种基于异构多核处理器的共享内存设计

随着集成电路技术的日趋复杂化,嵌入式技术实现了从单核向多核的发展,在航空、航天、汽车等领域中,非对称多核处理器已成为现今主流的异构多核处理器架构。非对称多核处理器采用不同类型和不同核心数量的处理器单元,多个处理器运行各自的独立应用程序且相互之间隔离。为了充分发挥异构处理器的多核特性,针对非对称多核处理器不同核部署不同应用,多核之间的通信技术非常关键,因此设计了一种基于异构多核处理器的共享内存实现核间的数据交互,并在实际工程实践中验证了该方法的实用性。

基于麻雀搜索算法的异构多核处理器任务调度

为满足应用程序的多样性需求,提高异构多核环境下的任务调度效率,基于麻雀搜索算法(Sparrow Search Algorithm,SSA),提出一种新的异构多核处理器任务调度算法。该问题是以执行任务完成的时间最短为目标,并使用SSA对其优化。根据任务优先权规则,设计任务分配编码方案,将麻雀搜索空间映射到离散空间,使麻雀搜索算法更能适用于离散的异构多核任务调度问题研究上。实验表明,SSA寻优能力强、收敛速度快、性能好。与目前应用广泛的GA和IPSO相比较,其执行时间分别缩短21.48%和17.52%。在异构多核处理器任务调度领域中具有良好的研究意义,应用前景十分广泛。

基于多核处理器的RTOS系统分析探究

嵌入式设备发展需求提升,面向多核处理器系统开发的嵌入式实时操作系统成为研究重点。分析了基于多核处理器芯片操作系统2种体系结构、典型的自旋锁算法及全局任务调动机制等关键技术,指出目前多核RTOS系统软件设计与开发中存在的重难点以及未来发展方向。

多核处理器系统关键技术探究

传统单核处理器对复杂任务的处理能力不够,多核处理器系统的提出可以很好解决问题。分析了多核处理器系统中同构多核处理器与异构多核处理器的系统特点和结构特征,总结对比了每个结构的优劣势,分析研究了多核处理器的任务调度算法,核间通信机制,核间互斥与中断机制等问题,指出了处理器系统未来的发展方向。近些年来,随着物联网和5G技术的快速发展,对嵌入式实时系统的应用需求日趋复杂,对于处理器性能的要求也随之提高,原来通过提高CPU主频提升处理器性能的方式由于高功耗的制约受到很大挑战,因此多核处理器构架作为新的解决方案被提出,并得到越来越多的关注。

基于多核处理器的安全固态硬盘实现技术

固态硬盘(Solid State Disk,SSD)主要由硬盘控制芯片和存储芯片构成,利用传统的NAND Flash特性,以区块写入和擦除的方式进行读写。基于闪存颗粒的固态硬盘具有功耗低、体积小、性能快、稳定性好等特点,广泛用于各类型移动作业领域。出于对数据存储领域存在的各种安全问题现状的考虑,提出并实现了一种基于多核处理器盘控芯片的固态硬盘全盘加密存储、安全启动新技术,该技术使用国密SM2、SM3、SM4算法,与整机BIOS弱耦合,采用安全配置管理工具进行管控,具有安全性强、自主可控、可扩展性强等优点,具有很好的市场前景。

面向能源高效的嵌入式应用的非对称多核处理器架构设计与优化

随着嵌入式系统的普及,越来越多的应用场景需要实时和高效的数据处理。针对此类情况,多核处理器已经被广泛研究并推广到许多领域。然而,在特定的嵌入式应用场景下,如何充分利用多核处理器内部的特殊性能,以便形成较好的计算效率和能耗调整能力的平衡,仍是一个巨大的挑战。研究提出了一种新颖的非对称多核处理器架构设计和优化方法,旨在为嵌入式系统开发提供能够适应各类应用场景需求的有效处理器支持。该方法从体系结构设计、硬件实现和多核处理器优化等方面进行研究,构建了基于嵌入式系统应用场景的非对称多核处理器的设计方法。

异构多核处理器多发射动态调度技术研究

随着多核处理器片上集成核数的不断增多,并行任务的调度能力越来越成为制约性能提升的关键因素。文章设计一种面向异构多核计算系统的动态任务调度控制器,主要实现动态监控处理单元的负载情况、动态任务唤醒、乱序任务发射、任务写回安全管理等功能;研究一种降低计算任务结果数据回写双倍数据速率(double data rate,DDR)外存储器次数的方法,大幅节省了访存开销,进一步提升了计算性能。仿真及性能测试显示,在典型应用场景下,与已有的无动态调度功能的任务发射控制器相比,实现了显示并行化编程向任务并行的自动化控制过渡,编程友好度显著提高,在不同类型的测试案例中,分别提升了11.3%~37.9%的计算性能。

基于循环神经网络的多核处理器层次化存储技术

目前的多核处理器层次化存储技术同步性差、抗冗余度低,不能满足海量数据的分层存储要求,因此基于循环神经网络研究了一种新的多核处理器层次化存储技术。引入卷积神经算法完善数据存储功能,针对数据存储过程、数据库设计以及存储节点的选择进行了深层次的优化设计,从而有效提升数据的存储效率和存储稳定性。实验结果表明,该非对称多核处理器的同步性误差低于0.1,平均同步误差为0.04,能够避免96%的数据重复,抗数据冗余度高,对多核处理器的发展和应用具有积极作用。

基于动态电压频率调整的多核处理器功耗分析预测研究

针对多核处理器功耗问题,提出一种基于动态电压频率调整(Dynamic Voltage and Frequency Scaling,DVFS)的多核处理器芯片功能预测模型。在多核处理器中,将预测模型分为两个部分,一是建立以温度为基础的空闲功耗估算模型,二是建立以性能计算器为基础的动态功耗估算模型。最后,通过实验观察,并两个模型与LL--MAB融合,实现对商用处理器功耗的预测。结果表明模型在跨越VF等级下得到的误差精度最低,说明功耗模型可行。