可编程逻辑器件间的大数据自适应跟踪系统设计

用户访问可编程逻辑器件时,由于无法直接访问系统数据,导致器件数据与用户数据之间出现冲突,为此设计了可编程逻辑器件间的大数据自适应跟踪系统。构建自适应跟踪总体结构,同步本地参考信号和外部输入信号。配置时钟电路,计算时钟上升和下降过渡时间,避免电路供电杂波干扰。系统采用非侵入式设计自适应跟踪机制,结合Mean Shift跟踪算法计算跟踪矢量,确定可编程逻辑器件间数据的匹配位置。利用Kalman滤波器对数据进行滤波处理,获取大数据自适应跟踪结果。由实验结果可知,该系统噪声信号变化范围是40~100 dB,与实际变化范围一致。同步信号变化范围是35~100 dB,其中,在5~8 s时同步信号变化范围与实际变化范围不一致,其余均一致,具有精准跟踪效果。

适用于可重构网络安全处理器的链式多通道分组DMA

为了提高可重构网络安全处理器中CPU、密码模块和网卡等各功能部件之间的数据传输效率,提出了一种链式多通道分组直接存储器存取(direct memory access,DMA)传输方式,设计了链式多通道分组DMA的硬件架构,使用65 nm CMOS工艺标准单元库对链式多通道分组DMA进行了ASIC实现并搭建了仿真验证平台,结果表明使用链式多通道DMA的可重构网络安全处理器内部通信性能明显提升.

应用嵌入式微控制器的数字频率合成实现方法

无需专用集成电路,仅由嵌入式微控制器实现直接数字频率合成(DDS)而生成波形信号具有经济、灵活、可靠等优点。借助嵌入式微控制器内的定时器、直接存储器存取(DMA)与数模转换(DAC)等片上外设,提出基于定时中断和DMA实现DDS生成波形信号的方法。基于定时中断实现DDS生成波形信号的方法无需借助片上DMA,对嵌入式微控制器的要求较低。基于DMA实现DDS生成信号的方法,数据从信号预存区到DAC的传送由并行于CPU工作的DMA完成,支持较高的DDS时钟频率。以正弦信号为例,采用中高端嵌入式微控制器对实现DDS生成信号的两种方法进行实验,结果表明,基于定时中断与DMA的两种方法均能生成波形优异、幅度稳定的信号,但DMA法支持更宽的信号频率范围。

USPS:面向算力资源高效协同的用户态跨协议代理系统

随着算力网络的快速发展,通用算力、人工智能算力、超算等算力资源分布广泛。算力资源协同服务是算力网络研究的关键问题。在算力资源协同过程中,一方面,算力网络面临海量终端算力服务的高并发请求和低时延响应需求;另一方面,其难以充分发挥数据中心算力资源的高吞吐和低时延优势,进而难以为用户提供高效的算力服务。针对上述挑战,提出一种基于用户态协议栈和远程直接内存访问(Remote Direct Memory Access,RDMA)的用户态代理系统(User-Space Proxy System,USPS),通过用户态协议栈响应客户高并发算力请求,在动态批处理策略协调下实现基于RDMA的数据中心算力高吞吐、低时延服务。在通信方面,USPS实现了一个高效的远程过程调用(Remote Procedure Call,RPC)通信机制,能够充分利用RDMA网卡带宽提供高速消息通信;在请求处理方面,提出了一个动态批处理调度方法,能够在满足用户时延要求的前提下最大化批处理效率。实验结果表明,USPS的服务响应时延仅是传统内核态Nginx代理系统的7.8%~23.1%,是其他用户态代理系统的17.3%~24.7%;吞吐量比传统内核态的Nginx代理系统提升了3.4~8.9倍,比其他用户态代理系统提升了3.2~4.2倍。

基于RDMA的高性能单向数据采集技术研究

高性能数据采集技术是提高数据分析效率的重要前提。为解决当前数据采集技术中安全性低、传输时延高、CPU开销大的问题,设计一种基于远程直接内存访问的高性能单向数据采集(ODAR)架构,提高数据采集过程中的安全性和传输性能。针对传输时数据正确性问题,基于可靠性的数据封装策略,设计动态内存优化策略解决内存分配时存在的时延问题,并提出基于优先级的数据传输调度算法解决高吞吐量数据传输中存在的带宽利用率低的问题。实验结果表明,相对于基于UDP协议实现的单向数据采集技术,ODAR架构的吞吐量平均提高了57.01%,传输时延与CPU开销平均降低了61.27%与68.01%,并且大幅提高了数据传输的准确率,内存分配时的时延平均降低了80.15%,网卡带宽利用率平均提高了33.03%。

基于DMA的连续脉宽数据采集装置

提出了一种基于DMA的连续脉宽数据采集装置。该装置以STM32F767ZI单片机作为主控CPU,利用DMA的快速数据搬运能力,在无CPU干预的情况下,将定时器在输入捕获模式下测得的连续脉宽数据快速转运至内存存储,提高CPU的指令执行效率,实现较宽频率范围内的多通道连续脉宽参数的等精度获取。对连续脉宽数据采集装置进行标定。结果显示:该方法在高频段测量时,精度优于传统测量方法,测量频率范围宽,有效避免传统方法存在数据漏采漏读的弊端,具有较高的实用价值。

基于DOS的连续实时数据采集技术

连续实时数据采集对状态监测具有重要意义,它能提供充分详细的状态信息和故障信息。文中基于成本低、性能稳定的磁盘操作系统(disk operation system,DOS)环境,介绍实现连续实时数据采集的两项关键技术,一种是直接存储器存取(direct memory access,DMA)技术,一种是双缓冲技术。巧妙应用这两项技术,可使CPU(center processing unit)与DMA控制器(direct memory access controller,DMAC)协调工作,从而实现DOS环境下连续实时数据采集的目的。

媒体多处理器系统芯片中的高效数据搬运机制

媒体处理是一种高宽带流量的数据流处理,系统不仅需要有很强的媒体数据运算能力,还需要高效的数据搬运机制。媒体多处理器系统芯片复杂的内部结构对数据搬运机制的设计提出了新的挑战。根据媒体数据的存储特点,阐述了面向媒体数据搬运、基于任务链表的二维DMA机制;设计了用于媒体多处理器系统芯片的集中式DMA控制器。实验数据表明,在进行MPEG视频解码时,使用二维DMA机制的执行周期比未使用DMA机制的执行周期减少了50%左右。

高速数据采集的闪光焊参数测试系统的研究

介绍了锚链闪光焊参数测试系统的技术方案、硬件组成、软件功能设计。重点描述了采用DMA(D irectM emory Access)循环双缓冲采集方式和VC++6.0多线程技术将高速数据采集引入到闪光焊质量分析中的实施过程。该系统实现了数据高速采集、实时显示以及数据管理功能。应用证明,该系统运行稳定可靠,提高了闪光焊焊接的自动化及产品质量。

高速DSP图像处理系统中模拟视频输出接口电路设计

文章提出了高速DSP模拟视频输出接口的三个主要指标 ,分析了接口电路的构造方法 ,设计了实际的接口电路 ,并阐述了其工作原理 ;

基于USB2.0的成像测井数据传输地面接口设计

介绍了一种基于通用串行总线USB2.0的成像测井数据传输接口硬件及软件设计。传输接口的主控制器采用AT89C52单片机,实现USB协议及传输接口的控制;USB2.0接口芯片采用ISP1581,该芯片支持DMA传输功能,保证了单片机环境下ISP1581与测井系统主机高速数据交换所必需的高吞吐率。传输接口与井下仪器间的通信采用曼彻斯特编码调制技术,由一个下行命令发送信道和三个上行数据接收信道组成,可以挂接BakerAtlas的3514井下遥测短节及与之配套的各种成像测井井下仪器。

利用EDMA实时传输数字视频图像

该文提出了一种利用EDMA实时传输数字视频图像信号的方法,给出了利用双通道EDMA实现数字视频信号传输的实例;实验证明,利用这个方法可以在没有CPU干预的情况下,有效地完成数据传输。

光栅光谱仪中的高速数据采集系统

介绍了一种基于单片机的线阵CCD高速数据采集与实时处理系统．其由单片机系统、高速A／D转换模块、DMA控制电路和RAM存储器等构成．采用了DMA块传输方式，利用AD1674JN高速A／D转换实现了数据的高速采集．详细表述了系统的工作原理、硬件电路及其控制逻辑．这款电路用在相应的光谱仪中可以测量的光谱范围为300～600nm，控制步进电机与减速系统配合，同时结合C-T型光学系统，理论上最小输出一个脉冲光谱移动0．01mm就可采样一次．

Linux下高速卡驱动的高效实现

本文针对测控系统中的数据采集模块,讨论基于Linux操作系统的PCI高速实时数据采集卡设备驱动的高效实现方法。以数据交换量大且实时性要求高的视频图像采集卡为实例,提出了一种优化的数据传输机制——优化DMA方式和MMAP内存映射,该方法能在提高视频数据吞吐量的同时降低CPU系统资源的占用率。

基于McBSP的DSP与FPGA间数据传输接口设计

针对TMS320C6416 DSP,为了实现嵌入式数据处理系统中DSP芯片与FPGA接口,提高数据传输速度,增强系统可靠性,给出了基于DSP芯片的同步多通道缓冲串行接口结合增强型直接存储器存取实现DSP与FPGA之间高速数据传输的原理、硬件与软件设计方案,该方案利用EDMA中断对收到的数据进行处理,采用内部缓存机制保证了数据的可靠传输,不需要占用CPU资源,并且电路设计简单,可靠性好,易于实现,具有一定的通用性。

14位A/D-MAX125与80186及DMA控制器的接口应用

本文介绍了一种14位多通道、高速A/D转换器MAX125与80186及DMA的接口应用。提出了基于DMA(直接存储器存取)的高速数据采集方法,并给出了MAX125与80186详细的接口电路及软件设计。

高速物流图像采集与实时异物剔除的原理及实现

介绍了一种基于windows2 0 0 0操作系统的高速物流图像数据采集与实时剔除物流中异物技术的实现原理与方法。Windows2 0 0 0本身不是实时操作系统 ,难于实现大数据量的连续采集与实时处理 ,文中介绍了解决这一问题的方法。考虑到要进行高速数据采集和处理的连续性和实时性 ,提出了内存数据直接处理和双缓存及多缓存处理技术 ,并介绍了这一技术在实时在线烟草异物检测与剔除系统中的成功应用。

定向航空中继网络中一种基于链路距离分环的多址接入协议

在定向航空中继网络中,中继飞机利用定向天线通信距离远、发射功率小、无线信号干扰范围小等优点,辅助地面节点克服地形遮挡、信号衰弱大、通信距离受限等缺点,以较少的跳数进行通信,有效降低端到端数据传输时延、提高网络吞吐量。针对定向航空中继网络中由于通信链路长、无线信号传播时延与数据传输时延相近,所引起的通信时延扩展、多址接入协议效率低等问题,提出了一种基于通信链路距离进行分环的时分多址接入协议(link distance division based time division multiple access protocol,LDD-TDMA)。与传统的TDMA多址接入协议中所有链路均使用相同的时隙长度不同,LDD-TDMA根据通信链路的距离远近使用不同的时隙长度。进一步为了简化协议实现,提出通信覆盖范围分环的概念,使得处于同一个环内链路距离相近的节点使用相同的时隙长度。接着,建模分析并推导出了最大化多址接入效率的分环的个数、分环半径与节点最大通信距离之间的闭合表达式。最后,仿真结果表明,当中继飞机最大通信距离为200 km、分环个数为4时,LDD-TDMA的多址接入效率相较于传统的TDMA可提高13.37%。

快速多路同时采样

本文提出了一种行之有效的快速多路同时采样方法,实践证明,采样率可达90kHz乃至更高,数据采集量达7×64K字节,具有一定的通用性和良好的便携性。

基于PDIUSBD12的测井数据传输接口设计

阐述了基于通用串行总线(USB)接口芯片PDIUSBD12的测井数据传输接口硬件及软件的设计.传输接口的主控制器采用AT89C52单片机实现USB协议及传输接口的控制;PDIUSBD12支持直接存储器存取(DMA)功能,在单片机环境下能够达到较高吞吐率,实现了全速方式下传输接口与测井系统主机的高速数据交换.采用曼彻斯特编码调制技术实现传输接口与井下仪器间的通信,其由1个下行命令发送信道和3个上行数据接收信道组成.