嵌入式处理器自定义指令迭代识别方法仿真

嵌入式系统中的硬件资源是有限的,并且自定义指令和原始指令之间可能存在冲突,导致指令代码识别精准度降低、运行功耗较高。为此,提出嵌入式处理器自定义指令迭代低功耗识别方法。对嵌入式处理器的指令代码展开可视化处理,将指令图像输入卷积神经网络中,检测指令代码中存在的恶意代码,采用开源编译器将代码转变为控制数据流图,枚举并选择子图,通过代码转换完成嵌入式处理器自定义指令识别。仿真结果表明,所提方法的恶意代码检测精度高、代码识别准确率高,始终保持在70%以上,平均能耗仅为89J。

基于PCIE的多嵌入式人工智能处理器低延迟数据交换技术

针对多嵌入式人工智能(Artificial Intelligence,AI)处理器板卡之间的任务调度和数据交换冲突以及提高多板卡堆叠扩展时的可靠性和运行效率问题,文中提出了一种虫洞交换结构多嵌入式人工智能处理器高速数据交换技术和数据帧结构的解决方法。该方法基于PCIE(PCI Express)高速数据接口,将数据以数据单元的形式进行信息传递,并设计多重权重决策算法避免数据传输中的冲突,实现任务的并发多线程处理。搭建FPGA(Field Programmable Gate Array)平台进行设计和测试,结果表明PCIE的传输带宽利用效率达到了85%以上,数据交换延迟小于20μs,系统中断任务响应平均最大延迟时间为8.775μs。该技术适用于多处理器协同的高速交换电路,可扩展至混合PCIE和RapidIO交换电路结构。

面向嵌入式微处理器的高性能视频编解码算法

针对高清和超高清视频,嵌入式微处理器在进行视频编解码时常常会受到资源的限制,导致输出的视频画面出现模糊的情况。为此,提出一种面向嵌入式微处理器的高性能视频编解码算法。利用最小平均绝对值误差作为匹配准则指标,预判断高性能视频的失真率损耗,计算图像中最大交流系数总能量,获取高细节分块,感知运动视频;利用空时域条件下的边缘图获取视频编码的相邻像素权重,通过像素间距离获取超像素为前景区域的概率,对目标前景区域编码;采用最小化范数优化编码视频约束条件,利用拉格朗日乘子等价转换编码视频,根据训练冗余字典计算视频解码校正因子,完成最终的视频编解码。经实验证明,所提方法能有效地完成高性能视频编解码,保证视频质量,视频的编码率一直处于31.3 dB,相对稳定。

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。

基于ARM处理器的嵌入式软件能耗统计模型

提出了一种嵌入式软件能耗的统计模型,包括处理器、存储器和I/O控制器等硬件单元产生的能耗,然后通过分析ARM指令周期数的规律,设计了指令周期数的相应计算方法,该方法能够快速地计算软件运行时处理器产生的能耗。在高精度指令级嵌入式软件能耗模拟器HMSim中进行了模型实现。实验结果表明,该模型的能耗计算结果与实际仪器测量结果的误差在10%以内,可较准确地反映软件实现方式对系统能耗的影响程度。

应用于低功耗嵌入式处理器的功耗动态管理策略设计

为了降低嵌入式应用系统的功耗和成本,设计实现了一种应用于低功耗嵌入式处理器的功耗动态管理策略.该功耗动态管理策略包括多工作模式切换、动态频率调节、动态电压调节和快速可变的电压供给单元全集成,在满足功能和性能要求的基础上,根据处理器执行任务的需求变化,切换处理器的工作模式,动态调节工作频率与工作电压,降低功耗;快速可变的电压供给单元也集成于处理器中,支持工作电压的实时快速调节,降低系统成本.基于嵌入式应用系统样机的验证结果表明,应用系统执行不同的进程任务时,功耗均有效下降.在嵌入式应用系统中采用该功耗动态管理策略,能够有效降低系统的功耗与成本.

基于异构多核处理器的嵌入式数控系统研究

针对传统嵌入式数控系统性能差、可扩展性差、人机界面不友好等特点,结合异构多核技术和现场总线技术的优点,提出并开发了一种基于异构处理器和现场总线技术的嵌入式数控系统。该数控系统运行在异构多核处理器之上,通过在不同的处理器核心上同时运行通用系统和实时系统,采用静态划分的方式将数控系统内部的任务分配到不同的处理器核心上,使用现场总线技术实现嵌入式数控系统与伺服电机之间的连接,简化数控系统与伺服驱动器之间的连线。实验证明,开发的数控系统具有良好的实时性和扩展性,验证了设计的合理性。

基于NIOSⅡ软核处理器的嵌入式测试系统软硬件设计研究

介绍了利用NIOSⅡ软核处理器设计嵌入式测试系统的两类系统架构,详细讲述了基于NIOSⅡ软核处理器的嵌入式测试系统软硬件设计方法;最后结合EP2C8Q-208C8型FPGA芯片,利用Verilog语言描述A/D芯片的工作时序逻辑,利用NIOSⅡ软核处理器设计串口处理单元,将A/D采集的数据通过串口发送到计算机显示。实践表明,利用NIOS II软核处理器设计嵌入式测试系统,具有开发周期短,系统集成度高,功能灵活多样等特点,与传统利用单片机设计嵌入式测试系统相比,具有时钟频率高、运行速度快、调试方便等特点,是一种值得推广的嵌入式测试系统设计方法。

80C51微处理器嵌入式内核的设计研究

采用高层综合的方法设计出80C51微处理器嵌入式内核,并在1.2μm工艺线上完成了投片实验,获得了满意的结果。

一种嵌入式硬件多线程处理器的研究

提出了一种基于同时多线程技术的硬件多线程处理器设计.通过处理器内部的硬件机制来完成对多线程的调度管理,实现基于硬件的时间片轮询多线程调度机制.最大程度地减少操作系统中关于线程调度的开销,提高处理器执行多用户线程时的整体效率,简化了用户在多线程条件下的编程复杂度,增强了多线程运行环境下处理器对线程的保护.

ARM微处理器体系结构及其嵌入式SOC

嵌入式微处理器是体系结构研究领域的一个热点。文章从微处理器设计者的角度出发，对在嵌入式系统当中应用广泛的32位ARM微处理器系列的体系结构作了研究和探讨，简要介绍了3种当前市场上流行的、典型的基于ARM的SOC芯片。

从ARM体系看嵌入式处理器的发展

文章介绍了ARM体系的发展历史,它的指令集特点,程序模型和利用ARM体系处理器的软件开发和硬件调试过程。同时从ARM体系,我们也可以看到RISC在嵌入式处理器领域的优势所在,以及它们将来必然在SOC(系统芯片)中获得广泛应用。

一种基于JTAG的嵌入式微处理器片上可调试系统

文章提出了一种基于JTAG的嵌入式微处理器片上的可调试系统。该系统在JTAG工业标准的基础上,能够以较少的硬件开销支持指令/数据断点设置、单步执行、寄存器内容查看和设置、内存内容查看和设置、在线编程以及微处理器运行现场设置等调试功能。文章首先介绍了嵌入式微处理器可调试设计的原理,其次介绍了嵌入式微处理器的调试系统设计,最后给出调试实例分析。

基于ARM微处理器的嵌入式数控系统

ARM是一种高性能、低功耗的微处理器。采用ARM开发机床数控系统可以降低硬件成本、提高系统集成度、增强稳定性,它相对于PC平台具有更多的优势。因此,采用ARM为硬件平台开发数控系统是一个不错的选择。

32位ARM嵌入式处理器的调试技术

针对32位ARM处理器开发过程中调试技术的研究,分析了目前比较流行的基于JTAG的实时调试技术,介绍了正在发展的嵌入式调试标准,并展望其趋势。

嵌入式处理器片外访存加密机制设计与实现

高安全敏感领域的嵌入式系统面临总线监听、数据篡改、离线分析等类型的恶意攻击,试图窃取密码、篡改信息等。特别是配合硬件电路的攻击,给用户造成重大的损失。为了从根本上解决系统外部电路系统攻击威胁,提出片外访存加密认证机制,选择AES-GCM算法,对所有片外写数据进行加密,对读数据进行解密并认证。同时设计一次密码与页地址置乱函数产生二次密钥,保障了加密强度。进一步通过软件实现LRU Cache优化性能,在STM32系列微处理器硬件平台上,软件实现片外访存加密认证机制。在内存压力测试中,加密片外访存性能平均降低了9%。

嵌入式处理器中降低Cache缺失代价设计方法研究

以龙芯1号处理器为研究对象,探讨了嵌入式处理器中降低Cache缺失代价的设计方法.通过分析处理器的结构特征,本文实现了在关键字优先基础上一次缺失下命中的非阻塞数据Cache,可以将处理器平均性能提高3.9%.同时利用局部性原理,在关键字优先非阻塞数据Cache的基础上,本文提出了一种类非阻塞的指令Cache设计方法,可以降低指令Cache的缺失代价,以较小的实现代价进一步将处理器平均性能提高7.7%.通过本文的工作,可以同时降低指令Cache和数据Cache的缺失代价,处理器的平均性能提高了11.6%.

基于PowerPC处理器MPC8250的嵌入式Linux系统开发

介绍了嵌入式PowerPC处理器芯片MPC8250的主要特征。借助于denx软件中心提供的ELDK3.0开发套件,着重阐述了如何在PowerPC处理器(以MPC8250为例)上开发嵌入式Linux系统,主要包括编译环境开发、目标系统配置、调试环境建立、系统引导模块U-BOOT修改、内核裁减与移植以及文件系统分类等。Linux系统对于PowerPC处理器具有良好的支持性能。基于PowerPC处理器的嵌入式Linux系统提供了一个小体积、低功耗、具有丰富接口的开发平台,为整个飞机维修系统的开发打下了一个坚实的基础。

基于嵌入式微处理器的VxWorks系统移植

提出一种以嵌入式微处理器为核心,移植VxWorks操作系统的方法。通过对VxWorks输入/输出系统的分析以及中断处理和异常处理过程的研究,设计了相应的外围器件,成功实现了VxWorks操作系统的移植。

基于嵌入式处理器软核的DVB-S基带处理系统

完整地给出了一种利用SoPC策略在大规模FPGA上实现高度集成的DVB-S前端基带处理系统的SoC实现。从系统模型设计入手,综合运用了集成电路和SoC设计手段设计验证了基带处理IP,并整合了嵌入式处理器(Nios)软核及其应用程序,极大地提高了系统性能并降低了总体成本。还提出了基于混合层次仿真的设计验证方法。