面向任务协同的异构多核嵌入式系统实时调度方法

以往的异构多核嵌入式系统实时调度方法由于仅设置了系统实时调度模型的单项参数,导致系统调度时间过长。本文设计了面向任务协同的异构多核嵌入式系统实时调度方法。面向任务协同构建嵌入式系统实时调度模型,计算系统任务节点的传输情况,构建系统实时调度的数学模型,对构建的实时调度模型中的任务数据信息进行汇集,并进行自适应分析处理,以此为基础,设置实时调度模型的时间均衡控制参数和安全性系数,从而实现嵌入式系统的实时调度。通过上述设计,完成对异构多核嵌入式系统实时调度方法的设计。在仿真实验中,与以往的异构多核嵌入式系统实时调度方法相比,本文设计的面向任务协同的异构多核嵌入式系统实时调度方法的调度时间最长仅为5 s,调度时间更短。

基于Agent人工智能的异构网络多重覆盖节点入侵检测系统设计

异构网络具有结构复杂、多重覆盖面积大等特征,使得网络入侵检测较为隐蔽,威胁网络运行的安全性;为此,对基于Agent人工智能的异构网络多重覆盖节点入侵检测系统进行了研究;通过检测Agent和通信Agent装设主机Agent,以Cisco Stealthwatch流量传感器作为异构网络传感器检测攻击行为,采用STM32L151RDT664位微控制器传输批量数据,由MAX3232芯片实现系统电平转化,实现硬件系统设计;软件部分设计入侵检测标准,采用传感器设备捕获网络实时数据,通过Agent技术解析异构网络协议并提取数据运行特征,综合考虑协议解析结果及与检测标准匹配度,实现异构网络多重覆盖节点入侵检测;经实验测试表明,基于Agent人工智能的异构网络多重覆盖节点入侵检测系统入侵行为的漏检率和入侵类型误检率的平均值仅为6%和5%,能够有效提高检测精度,减小检测误差。

射频异构集成微系统多层级协同仿真建模与PDK技术综述

作为后摩尔技术的可选路径之一,基于异构集成工艺实现的集成微系统具有高集成度、低成本、高性能等优点,引起学术界和工业界的广泛关注。异构集成微系统设计是以系统为中心的多层级协同设计,对传统以晶体管为中心的设计方法和设计流程带来新的挑战,同时对设计环境的开发带来新的要求。本文对射频集成微系统设计中所需的基础器件/结构建模方法、多工艺混合工艺设计套件(Process Design Kit,PDK)技术、以及电路-模块-系统多层级协同仿真等技术最新进展进行综述。

国家城市群发展战略背景下成渝公共图书馆异构业务系统互通实践

以成渝城市群公共图书馆业务系统互通实践为例,探索在我国现行的“一级政府建设并管理一个图书馆”的基本格局下,面对“行政分管、系统异构、规则不通”的现实难题,打通跨省域城市群公共图书馆系统、文献通借通还的系统框架设计及技术实现的路径。通过创新应用社保卡(电子社保卡)、RFID终端识别技术,结合中台思想,搭建“社保卡信息中转平台”“图书通借通还RFID中转平台”,跨省域实现城市群公共图书馆异构业务系统“读者互认”“图书互借”功能,避免了异地、异构业务系统“硬对接”带来的复杂性、高投入风险,可降低技术实施门槛、缩短应用开发周期、节约财政经费投入,是西部地区首创以社保卡(电子社保卡)为主要服务载体,跨省域实现多源异构业务系统互联的实例。相关的软件平台、技术解决方案能够为国内城市群公共图书馆系统互通提供借鉴,将有助于加快推动跨省域城市群公共图书馆一体化建设的进程。

使用多核CPU-GPU异构系统快速生成计算全息图

为了充分利用计算机的计算性能提高基于点源模型的计算全息图(CGH)的生成速度,设计了基于多核中央处理单元(CPU)和图形处理单元(GPU)的计算全息图快速生成系统,并对该系统进行了优化。首先采用统一架构平台设计并实现了基于点源模型的计算全息图生成系统,提出了计算的优化策略;然后根据优化的计算公式来减少计算量;最后对任务调试等进行优化,构建CPU的并行计算系统,其中一个核心负责启动函数和传输数据,其余核心承担一部分计算任务,进一步提高计算速度。结果表明,设计的系统能让CPU和GPU的性能均得到充分利用,在同等配置的计算硬件条件下,生成计算全息图的加速比较GPU系统计算全息图的加速比提高了4~4.75倍,可以有效提高计算全息图的生成速度。该研究对快速生成3维场景全息图是有帮助的。

基于认知线索的复杂系统数字孪生体异构数据集成管理方法

随着复杂系统信息化程度不断加深,业界对复杂系统不同领域数字孪生体中的异构数据的集成要求越来越高。然而,由于复杂系统领域不断升级,不同领域数字孪生体之间没有统一的数据集成标准,最后造成异构数据交换和使用困难,出现“信息孤岛”现象,严重阻碍了系统研发的信息化进程。为了提升复杂系统数字孪生体之间异构数据资源的利用率,本文提出认知线索的概念,采用开放式生命周期协作服务(open services for lifecycle collaboration,OSLC)规范对数字孪生体异构数据资源进行服务化,并结合基于本体的认知模型构建认知线索作为统一数据源,实现复杂系统数字孪生体的异构数据集成管理。最后本文以自动装填的机械系统为对象开展案例研究,成功验证了所提出方法的可行性和有效性。

硅基三维异构集成射频微系统的多物理场耦合仿真与设计

利用硅基三维异构集成工艺设计一款射频微系统,以满足设备对射频模组高性能、小型化的需求。为了在设计初期充分评估该微系统的潜在可靠性风险,根据工艺特征以及产品在多物理场中的耦合现象,建立一种面向硅基三维异构集成工艺射频微系统的多物理场一体化仿真流程,逐一分析所涉及的电-热耦合和热-力耦合过程,预判产品在工作条件下的热学和力学特性,为设计环节提供针对性的指导,预先规避可靠性风险,从而有效提高一次性设计成功率。

不完备异构冲突信息系统中的极大一致联盟区间集族

作为处理不确定性问题的有效工具,三支决策已被广泛应用于冲突分析研究中。然而,现有的三支冲突分析模型大多基于单一类型的冲突信息系统,难以应对实际应用中代理对议题具有多类型评价值和缺失值的情况。同时,已有联盟集的定义通常基于给定代理,即联盟集中的代理与给定代理具有联盟关系,但不一定两两联盟。为了解决这些问题,构建了基于不完备异构冲突信息系统的三支冲突分析模型,并提出了代理两两相关的极大一致联盟区间集族的定义及其构造算法。首先,通过定义代理不同类型评价值的支持度和反对度,将对单个议题单维度多类型评价值的不完备异构冲突信息系统转化为双维度同类型评价值的二维模糊不完备冲突信息系统。其次,通过定义代理之间的乐观与悲观距离函数,构造了基于代理的联盟、冲突、中立区间集。最后,定义了极大一致联盟区间集族,并利用极大团的枚举算法获取极大一致联盟区间集族。

山东大学体系结构与可信系统团队在隐私计算异构加速领域取得新进展

近日,山东大学网络空间安全学院体系结构与可信系统团队的研究成果被国际会议ASPLOS 2024录用,该会议与ISCA、HPCA、MICRO并称为国际计算机体系结构领域的四大会议,被视作国际前沿体系结构与系统研究的风向标。该论文是山东大学作为第一及通讯作者单位在ASPLOS上发表的首篇论文。

汽车电驱动系统多源异构信号融合分类研究

多源异构数据融合作为汽车电驱动系统领域中的重要数据处理手段备受瞩目,其在汽车电驱动系统领域中扮演着关键角色,为深入理解系统运行特征和解决复杂问题提供有效手段。该文通过对多源异构信号特点、融合层次分类的剖析,提出一种应用于汽车电驱动系统的多源异构数据融合方法,并利用采集到的电驱动多源异构数据对融合算法进行验证,结果表明,融合分析能够有效地区分汽车电驱动系统质量。

基于多源异构数据的高速列车状态智能检测系统

通过多类型传感器实时采集列车运行数据并将其回传至中央控制系统的过程中,多源数据间的差异性构成了数据的异构空间。由于现有检测系统的数据空间不具备异构属性,因此无法实现多源数据细微差异特征分析,造成高速列车状态检测误差偏大,对列车运行安全造成影响。为此设计基于多源异构数据的高速列车状态智能检测系统,基于多源异构数据重构系统硬件,并在软件算法设计上,采用多类型列车高速状态信息的多源异构协同处理与多源异构下的多源信息高精度融合识别两部分设计,实现提升检测精准度的效果。与两种差异化检测系统进行异常状态检测与稳定性的对比实验,结果表明,所提设计系统稳定性与列车状态检测精准度最好,说明其具备提升列车状态检测精度的能力。

异构逆变器并联系统改进Gershgorin圆稳定性判据及其多维谐振特性分析

以新能源为主体的新型电力系统正逐步呈现出异构逆变器并联系统特征,即以跟网型与构网型两类逆变器共存的形式呈现。为了全面准确地分析异构逆变器并联系统的稳定性问题,充分计及逆变器间、逆变器与电网间的交互影响,该文建立多逆变器的交互导纳矩阵模型。同时,提出一种基于Gershgorin圆定理的多机稳定性判据,通过引入距离向量函数简化分析过程。然后,基于改进的稳定性判据提出一种参数灵敏度计算方法,并量化分析了系统关键作用因子对异构系统稳定性的影响程度。最后,通过时域仿真算例与实验,验证了理论分析的有效性和稳定性判据的有效性。

等价划分下异构多智能体系统的分组一致性

针对由一阶和二阶智能体组成的异构多智能体系统,主要研究了系统在固定拓扑下的分组一致性问题。不同于协议分组,从拓扑结构角度提出系统分组的办法。首先应用等价划分技术对系统的底层拓扑进行设计,使其满足一定的划分要求;然后为异构多智能体系统设计了一个控制协议,通过模型变换并应用图论等知识分析了系统实现分组一致的条件;最后通过数值仿真实验验证了所得结论的有效性。

基于异构冗余架构的动力锂电池监控系统及保护设计

本文针对现有轨道交通动力锂电池监控系统存在的安全隐患及可靠性问题,提出一种基于异构冗余架构的电池监控系统设计思路及方案,能够在主监控单元故障时,冗余监控单元接管监测电芯电压和温度,并在故障触发时发出安全报警信号,同时采用异构方案,能够有效避免共因失效的问题。如果将该设计方案真正付诸实践,可以极大地提高电池监控系统的可靠性和安全性,并减少潜在的安全隐患。

面向FANUC机器人的多源异构设备数据采集系统

为解决FANUC机器人工作状态及工作环境中多源异构设备的数据采集问题,文章设计并实现了面向FANUC机器人的多源异构设备数据采集系统。系统硬件基于ESP8266、BME680及NI-SUB9006等异构设备进行多源数据采集,软件基于Python的Django框架进行开发,并实现数据聚合可视化展示。系统验证使用JMeter进行高负载的瞬时和持续并发压力测试,分析测试结果可知系统具备良好的可用性和可靠性,满足复杂场景下的多源异构设备数据采集需求,为机器人数据采集系统实现多源异构设备的集成提供参考。

基于异构SD-WAN融合监控系统设计及实现

SD-WAN(Software Defi ned WAN,软件定义广域网)技术能够降低运营商对于WAN的管理复杂度,适应新兴业务的发展,缩短创新业务的上线时间,提升运营商的竞争力[1]。作为运营商通常会引入多个SD-WAN服务厂商,将厂商的服务包装成不同的产品提供给最终客户使用,但是异构系统增加了运营商的管理复杂度及运营成本。针对这一问题,本文对异构SD-WAN服务系统的融合监控进行了探讨,从应用场景、业务流程到架构设计进行了分析,主要包括系统功能、架构设计等内容。

潜艇嵌入式训练异构系统集成研究及实现

潜艇开展实战化训练时,需要将训练用的软件系统嵌入并驱动整个潜艇。为了使这两种异构系统完好集成,结合潜艇实际情况进行了多项改进。在两系统间开辟了新的以太网和串口硬件通道用于通信,并配以必要的通信控制软件,通信控制软件基于受控的状态转换来工作,能够调度异构系统间的通信信息流使它们稳定工作在四种状态,同时还能够应对异常的状态转换而不死机。建立了可共享数据库用于存储和处理训练信息,其中包括兵力表、训练题目视图、训练评分存储过程等内容。最终实现了x86架构嵌入式训练系统和潜艇宿主系统的良好集成,集成后可以使用训练管理软件驱动全艇进行攻防训练,训练后还可以对以往的训练进行复盘分析。

带集合约束的异构线性多智能体系统的分布式优化

研究了集合约束下异构线性多智能体系统的分布式优化问题。分布式优化的目标是最小化局部目标函数之和组成的全局目标函数,其中,每个智能体只知道其自身的目标函数。首先,针对多智能体系统的线性和异构性,通过智能体的自身状态和其邻居输出信息的反馈组合提出了一种全分布式优化算法,在集合约束下解决分布式凸优化问题。其次,局部目标函数的梯度除满足Lipschitz条件外,没有其他特殊限制,并且放宽了对矩阵秩的要求。该算法根据凸优化理论和李雅普诺夫函数法证明了智能体的状态可以渐近收敛到全局最优点。最后,通过数值仿真验证了理论结果的可行性和有效性。

路网约束下异构机器人系统路径规划方法

由无人机(Unmanned aerial vehicles,UAV)和地面移动机器人组成的异构机器人系统在协作执行任务时,可以充分发挥两类机器人各自的优势.无人机运动灵活,但通常续航能力有限;地面机器人载荷多,适合作为无人机的着陆平台和移动补给站,但运动受路网约束.本文研究这类异构机器人系统协作路径规划问题.为了降低完成任务的时间代价,提出一种由蚁群算法(Ant colony optimization,ACO)和遗传算法(Genetic algorithm,GA)相结合的两步法对地面机器人和无人机的路线进行解耦,同时规划地面机器人和无人机的路线.第1步使用蚁群算法为地面机器人搜索可行路线.第2步对无人机的最优路径建模,采用遗传算法求解并将无人机路径长度返回至第1步中,用于更新路网的信息素参数,从而实现异构协作系统路径的整体优化.另外,为了进一步降低无人机的飞行时间代价,研究了无人机在其续航能力内连续完成多任务的协作路径规划问题.最后,通过大量仿真实验验证了所提方法的有效性.

新型电力系统多源异构数据融合技术研究现状及展望

能源转型背景下,新型电力系统以清洁低碳、开放互动为目标不断建设,同时监测技术与通信技术也快速发展,电力系统中的数据来源更加广泛,数据结构更加复杂,为新型电力系统数据融合提供数据基础的同时也提出了挑战。首先,分析新型电力系统数据特征,提出新型电力系统的数据融合需求;接着,介绍新型电力系统数据模型、多源异构数据融合技术层级,分析关键融合技术的优缺点,并对不同技术的适用场景进行分析;然后,分别从输配协同、源网荷储协同、虚拟电厂、多元负荷、电碳市场交易5个典型场景,对多源异构数据融合的数据需求、数据来源、融合目标、常见方法及研究难点进行归纳;最后,对新型电力系统数据融合技术的未来研究发展进行了展望。