航空结构大规模并行分析与优化应用

针对飞机设计精细化数值分析模型自由度已经达到亿级,对高性能计算的要求也越来越高的问题,围绕大规模并行计算环境下结构分析和优化的若干关键问题,研究满足高性能计算体系特点的区域分解并行算法、超大规模结构变量敏度高效求解和结构非线性振动特性求解等关键技术.对国产CAE软件HAJIF进行并行化改造,初步实现基于最大航程的气动结构综合优化设计和基于精细化模型的复合材料机翼综合优化设计.HAJIF的计算效率和精度得到明显提高.

高性能二维9/7离散小波变换VLSI结构

为了降低二维小波变换中的存储消耗并同时提高电路处理速度,提出了一种二维并行的VLSI结构。通过充分挖掘二维变换中行变换和列变换之间的关系,优化了行变换核和列变换核的并行数据扫描输入方式,将9/7小波变换的中间存储降低至4N。同时,采用基于翻转格式的流水线技术,将电路的关键路径缩短至一级乘法器延时,有效地提高了电路处理速度,并通过伸缩电路合并的优化方法将乘法器个数降低至10个,从而有效地减少了硬件资源消耗。

一种全搜索块匹配运动估计VLSI结构

提出了一种新的两维全搜索运动估计VLSI结构。该结构基于两维脉动阵列,能够完全实现两维数据重用,减少了对外部存储器数据量的访问,具有100%的硬件效率和高吞吐率。该结构也可以很容易地应用于不同块尺寸、不同的搜索范围的全搜索块匹配运动估计,具有通用性。

VLSI design of 3D display processing chip for binocular stereo displays

In order to develop the core chip supporting binocular stereo displays for head mounted display （HMD） and glasses-TV, a very large scale integrated （VISI） design scheme is proposed by using a pipeline architecture for 3D display processing chip （HMD100）. Some key techniques including stereo display processing and high precision video scaling based bicubic interpolation, and their hardware implementations which improve the image quality are presented. The proposed HMD100 chip is verified by the field-programmable gate array （FPGA）. As one of innovative and high integration SoC chips, HMD100 is designed by a digital and analog mixed circuit. It can support binocular stereo display, has better scaling effect and integration. Hence it is applicable in virtual reality （VR）, 3D games and other microdisplay domains.

高层结构地震弹塑性全过程分析的数值子结构并行计算方法

为充分利用建筑结构在地震作用下的局部非线性特征,采用数值子结构方法将原本复杂的非线性结构分析转化为主结构等效线弹性分析和屈服构件隔离子结构非线性分析,可有效兼顾计算效率和模拟精度。然而,该方法中主结构串行计算,其应用于超大规模结构的非线性分析中仍有一定局限性。为此,将数值子结构方法与传统的区域分解法相结合,提出了数值子结构并行计算方法。将整体结构划分为若干弹性子域,各子域同时进行等效线弹性分析,子域内屈服构件由隔离子结构进行非线性分析。在子域回代求解时,设计了降阶的牛顿迭代算法,以子域内屈服构件单元的位移场作为基本未知量,可进一步降低子域迭代分析的矩阵运算规模。以一15层3跨平面钢框架结构的地震弹塑性全过程分析为例进行数值模拟,结果表明,所提出的方法准确、可靠,当应用于具有局部材料非线性的大规模结构分析时,该方法可以大幅降低矩阵运算规模,显著提高计算效率,将大问题简化为若干小的子问题,可实现更大、更复杂结构的非线性分析。

图像旋转VLSI流水结构设计

提出了一种基于3步平移算法的实时图像二维旋转VLSI流水结构.该结构采用了一种新颖的缓存机制,通过错位存储中间结果和单独存储列平移量的方式,显著减少了片上存储器的总容量,同时也减少了整个旋转过程中无效数据的处理量,提高了数据通过率.该设计采用SMIC 0.18μm CMOS工艺进行了流片,在100MHz工作频率下,对一幅512×512的图像旋转45°,处理时间约为3.81ms,满足了大多数图像处理系统的实时性要求.