椭圆曲线密码处理器的高效并行处理架构研究与设计

为了解决当前椭圆曲线密码处理器普遍存在灵活性低、资源占用大的问题,该文采用统计建模的方式,以面积-时间(AT)综合性能指标为指导,提出了一种面向椭圆曲线密码并行处理架构的量化评估方式,并确定3路异构并行处理架构可使处理器综合性能达到最优。其次,该文提出一个分离分级式存储结构和一个运算资源高度复用的模运算单元,可增强存储器的访问效率和运算资源的利用率。在90 nm CMOS工艺下综合,该文处理器的面积为1.62 mm^2,完成一次GF(2^(571))和GF(p^(521))上的点乘运算分别需要2.26 ms/612.4μJ和2.63 ms/665.4μJ。与同类设计相比,该文处理器不仅具有较高的灵活性、可伸缩性,而且其芯片面积和运算速度达到了很好的折中。

基于网格环境的遥感图像并行分类

随着遥感技术的发展,高分辨率大容量遥感数据的应用,对图像处理效率提出了更高的要求。网格计算因具有分布式、高性能和充分的资源共享性,为海量遥感图像的处理提供了有效的解决途径。针对遥感图像分类,提出基于网格环境的遥感影像并行模型,分析构建此模型的网格服务机制,设计网格服务及任务调度的算法流程。搭建网格实验测试平台,采用封装的SVM分类服务,实现了遥感图像并行分类处理。实验结果及分析表明,测试平台实现了网格环境下的遥感图像并行分类的架构,有效提高大容量遥感数据的分类效率,为分布式并行处理遥感图像提供了有效的途径。

基于嵌入式SIMD处理器的音频解码优化

嵌入式处理器越来越多地采用SIMD并行架构来提升其媒体处理能力,该文提出基于该架构的优化流程,采用算法和处理器架构紧密结合的优化原则,利用现有编译器来降低汇编编程工作量,对算法关键部分采用手工编程来确保优化效率。该流程被应用在基于XScale平台的MP3解码优化中,短时间内将解码效率提高60%,接近IPP库的性能。

激光雷达多路距离测量系统设计

为了实现阵列激光雷达发射单脉冲激光瞬间3维成像,解决多路激光距离测量问题,采用并行处理架构设计了25路并行距离测量系统,由4个测量单元和1个复用单元构成1个多核并行处理机。每个测量单元包含8路跨阻放大器和8路高速比较器、1片TDC-GPX芯片和1个STM32处理器;复用单元由现场可编程门阵列实现多路测量数据打包,并通过USB2.0完成数据上传。结果表明,多路激光测距误差小于25cm;测量系统具有开放性,测量通道数易于扩展,子板可互换;并提出了按距离分段的误差校正方法,无须重复测量多次,可在单脉冲探测下直接校正测距数据。这为研制更高精度的阵列激光雷达系统奠定了一定的基础。

多客户端频谱监测接收机系统设计

目前的网络化小型频谱监测接收机只支持单一客户端操作,而常规的频谱监测站通常需要同时执行多个频谱监测任务,因此就需要配备多台监测接收机,建设成本高。在多核架构及多线程技术的基础上,提出了多客户端频谱监测系统的流水并行处理架构,该架构不仅能保证多个客户的频谱监测任务能够并行执行,还保证了频谱监测的实时性。系统可以支持多个客户端同时连接、同时执行频谱监测任务,有效提高了接收机的利用效率,增强了接收机的灵活性。

超高清显示系统设计

随着显示技术和传感器的不断发展,数字图像的分辨率越来越高,更高分辨率、更广域场景的全高清和超高清显示从原有的1920×1080pixels发展到3840×2160pixels、7680×4320pixels等,需求越发强烈,成为了目前的一种发展趋势;然而,随之而来的大数据量,对硬件存储及计算处理资源的要求也越来越高,现有的众核和多芯片协同处理架构存在高功耗、高成本、系统复杂的问题。因此,设计了一种单芯片的并行处理架构,通过HI3559A平台,在该架构基础上采用双图像信号处理(ISP)单元,对采集得到的大量时序数据进行并行处理,并通过平台内部的视频处理VPSS和视频输出(VO)单元对得到的数据信息进行二次处理,最后通过HDMI接口进行输出。最终,在该平台上是实现了3840×2160pixels视频分辨率的一体化采集、处理和显示,达到了精简高效和低功耗的目的。