基于2.5D封装系统的存储型计算研究

对于数据密集型应用,大量能量和延时消耗在计算和存储单元之间的数据传输上,造成冯·诺依曼瓶颈。在采用2.5D封装集成的系统中,这一问题依然存在。为此,提出一种新型的硬件加速方案。引入存储型计算到2.5D系统中,使片外存储具备运算的能力。将存储器划分为若干个bank,支持bank间并行访问,并在存储阵列中设计可配置的加速单元,充分利用存储阵列的带宽进行并行计算,降低数据传输的延时和能耗。以H.264解码中的反量化反变换为例对该结构进行实现,仿真结果显示,相较于传统软件实现方法,该方案可获得7.1倍的性能提升,节省80.5%的能量,并且只增加2%的面积开销。

一种自适应文件系统元数据服务负载均衡策略

随着大数据时代的到来,全球信息存储量呈现爆发式的增长,传统的存储系统在存储性能、存储容量、数据可靠性和成本等方面存在诸多不足.近年来,以云计算平台为依托的存储技术得到了飞速发展,成为处理海量数据的重要工具.针对分布式文件系统元数据管理的问题,提出了一种自适应元数据服务负载均衡策略.该策略主要包括以下3点内容:介绍了一种实时的元数据服务器的性能评价模型;提出了一种基于服务器负载变化的检测周期自适应调整机制;提出了一种基于元数据服务器性能指标的自适应负载均衡算法.实验结果证明了该方法的可行性、有效性和稳定性.

基于4通道时间交织的FPGA高速采样系统

时间交织采样是提高模数转换器采样率的一种有效途径。为了完成时间交织采样的通道失配误差方法评估,提出并设计了一套基于4通道时间交织的FPGA高速模数转换采样系统。系统由前端模拟电路、采样阵列、多相时钟电路模块、基于FPGA的数据缓冲与修正处理模块构成。系统采样输出数据通过上传到上位机进行显示与性能指标分析。测试结果表明,该TIADC系统通过对失配误差的数字后端补偿后能稳定工作在1 GS/s采样率。其采样有效位与平均信噪比分别达到7.03 bit与44.1 d B,可以应用于采样失配修正方法的验证与评估。

一种高效2.45 GHz低输入功率微带整流电路

提出了一种高效的2.45 GHz低输入功率微带整流电路,它可以有效地吸收低输入射频能量。该整流电路主要由一个倍压二极管BAT15-04W、开路枝节匹配电路和谐波抑制电路组成。所用的倍压二极管BAT15-04W是一个适用于低输入功率能量收集的低功耗肖特基贴片二极管。开路枝节匹配电路用于将整流电路匹配到50Ω。谐波抑制电路则是用于转换效率的优化设计。实测结果显示在直流负载为5 kΩ、输入功率为5 d Bm的情况下,该整流电路的RF-DC整流效率可达75.3%,所得到的直流电压超过3.45 V。

多频率开尔文探针力显微镜的设计

本文研究开尔文探针力显微镜(KPFM)中多频率方法的实现。KPFM中的多频率方法同时激发微悬臂探针的第一次和第二次的本征机械振动模式并分别用于样品形貌和表面电势成像。据此,本文设计了一种基于传统比例-积分控制器基本原理的模拟式反馈控制器,用以实现探针的调控。测试表明,该反馈控制器带宽可达约5 k Hz,并利用该反馈控制器研制出了多频率KPFM,其电势测量灵敏度优于5 m V。利用该多频率KPFM,对注入电荷后的介电薄膜样品进行测试,一次成像即可得到样品的形貌图及局域电势的二维分布图。该多频率KPFM技术可广泛应用于电子材料与器件的电特性表征。