刘凯[1]2002年在《VRC变换算法的硬件实现研究》文中指出本文主要讨论了矢量光栅变换(Vector to Raster Conversion)技术硬件实现中的一些问题，包括宽直线、叁角形和二次曲线基本生成算法的硬件实现。首先介绍了现有的基本图形生成算法，包括叁角形边相关扫描算法，宽直线的线刷子算法及其改进和圆形、椭圆的生成算法，同时介绍了加速算法的研究现状；然后，讨论了高级语言描述到硬件描述语言的映射，提出了算法到状态机抽象的规律；接着具体讨论了基本图形的硬件实现，给出了各算法的状态机图，接口定义和实现框架，并且从理论角度给出了二次曲线加速算法的证明：最后采用软件工具进行测试验证，给出了模拟、综合实现的结果，并在附录中有详细的实验结果数据。
何翔[2]2006年在《矢量光栅变换的研究与硬件实现》文中提出本文主要讨论了矢量光栅变换(Vector to Raster Conversion)技术硬件化过程中的一些问题，包括二次曲线生成算法和多边形生成及填充算法的硬件实现。首先讨论了现有的基本图形生成算法，包括圆形、椭圆的生成算法和梯形填充算法，同时介绍了加速算法的研究现状，接着具体讨论了这些图形的硬件化过程。给出了各算法的状态机流程图，到状态转换图，再到状态机图。VHDL程序接口的定义和实现框架，并且从理论角度给出了二次曲线加速算法的证明；在以上基础上介绍了高级语言到硬件描述语言的映射，提出了算法到状态机流程图抽象的规律；还对VRC芯片与主机的输入输出接口进行了研究；最后采用EDA工具对所有VHDL程序进行仿真、综合。
李春霞[3]2005年在《矢量光栅变换（VRC）的研究与硬件实现》文中指出本文主要研究了矢量光栅变换(Vector to Raster Conversion)技术硬件实现中的一些问题，包括直线、宽直线、叁角形、二次曲线和多边形基本生成算法的硬件实现。首先讨论了高级语言描述到硬件描述语言的映射，提出了算法到算法状态机抽象的规律；然后，介绍了现有的基本图形生成算法，包括直线的自适应算法、叁角形边相关扫描算法，宽直线线刷子算法及改进的圆形、椭圆的生成算法，同时讨论了加速算法的研究现状；接下来具体讨论了基本图形的硬件实现，给出了各算法的状态机流程图、接口定义和实现框架，并且从理论角度给出了二次曲线加速算法的证明；最后采用EDA工具对VHDL程序进行仿真、综合并实现。
张开锋[4]2014年在《数字演化硬件与容错技术研究》文中研究指明随着信息技术的飞速进步及其应用范围的不断拓展,对任务和环境的自适应、复杂功能集成、多场景应用集成,已成为现代电子系统的重要发展趋势。将演化思想引入电子系统的设计和工作过程中,为构建具有自适应、自修复能力的电子系统开辟了一个全新的研究领域——演化硬件。本文以数字演化硬件为主要研究对象,探索构建数字演化平台和演化容错系统的基本方法,围绕硬件演化中的演化算法、演化容错技术、数字演化平台设计技术和演化容错系统构建方法四项关键技术展开研究。演化算法是实现演化硬件的核心技术之一,同时也是组合优化和全局搜索的主要工具。首先,以内部数字演化硬件为目标,对适应度评估方法和演化算法展开研究,研究了可重构单元阵列及电路表达方法,并分别在细粒度和粗粒度上研究了可重构功能单元阵列的映射方法。然后,根据内部硬件演化的需求,提出了一种基于精英保留策略的自适应变异概率紧凑遗传算法。该算法在基本紧凑遗传算法的基础上,通过精英保留策略,防止最优解在迭代过程中被破坏,提高了算法的收敛速度;引入自适应变异算子,改善算法的局部搜索能力,维持种群的多样性,防止出现早熟收敛现象,进一步提高了算法的性能。另外,在算法硬件实现方面,提出了一种可配置、可参数化的硬件实现结构。在线演化修复是演化硬件的重要应用领域。在分析了单粒子效应和永久性老化故障模式的基础上,针对现有演化修复方法收敛速度较慢的缺点,提出了一种基于相关度排序故障定位的演化修复方法,减小了演化搜索空间,有效地提高了演化修复速度。另外,该方法的测试配置可在设计阶段生成,且其故障定位性能与电路的具体实现方式无关,具有较好的通用性。演化平台是内部演化硬件的基础。针对传统动态部分重构系统中修改LUT依赖于专用工具和比特流信息格式的不足,本文采用一种基于LUT操作的动态映射方法进行门级演化,解除了对底层比特流信息的依赖,并且有效提高了动态部分重构的速度。针对大规模的演化应用,提出了一种基于比特流重定位的函数级演化方法。通过比特流重定位技术,可以有效减少可重构单元所需的配置数量。此外,还引入了比特流压缩技术,在减小了系统存储开销的同时,提高了重构速度。针对嵌入式内部演化需要,为了兼顾重构粒度和配置速度的需求,设计了基于LUT级和函数级动态重构的嵌入式演化平台,并通过演化实验验证了演化平台的性能。针对传统冗余容错方法存在的资源消耗巨大的不足,提出了动态冗余的容错方法,并将动态冗余和演化修复相结合以实现多层修复机制。在本文研究成果的基础上设计了一种基于动态冗余的演化修复系统,通过动态部分重构,使得系统可以工作在单模、双模或叁模状态,实现了逻辑资源开销与系统可靠性之间的平衡。另外,为了验证演化修复技术的容错能力,提出了一种基于动态部分重构的故障注入方法。演化修复实验和容错性能评估结果表明,系统具有可靠性高、实时性强的特点。
王晓方[5]2006年在《基于网络传输的视频系统的研究》文中研究说明本文共分两个部分。第一部分提出一种端到端的视频流传输方案,其主要思想是依据实时传输协议(RTP)对压缩视频数据重新分组打包,通过对当前可利用网络带宽的估算动态调整发送码速率,从而缓解网络拥塞,达到QoS的要求。第二部分在分析了H.263+标准的容错工具VRC编码方法的基础上,提出一种自适应参考帧选取的两路视频流编码策略。该策略首先去掉了原有VRC方法中的同步帧以减少冗余。其次,出现传输错误时,编码器根据系统是多路径还是单路径的传输方式,自适应地进行参考帧选取,以迅速恢复出错流的解码状态。对已经丢失的帧,该方法采用双向运动补偿来预测,以保持帧率稳定。该文还详细分析了丢包后每一帧可能的编码和解码状态,得到了视频质量下降的目标函数。与原有VRC方法相比,新的方法冗余小,恢复错误流状态的速度快,帧率稳定,特别在单路径传输时,具有更明显的优势。
何坤[6]2016年在《基于位流重定位的数字系统在线演化技术研究》文中指出演化硬件(Evolvable Hardware,EHW)可根据环境变化改变自身结构和行为,从而实现系统自适应和容错。目前,实现演化硬件的方法主要包括基于虚拟重构电路(Virtual Reconfigurable Circuit,VRC)和基于动态部分重构(Dynamic Partial Reconfiguration,DPR)的方法。演化复杂电路时,DPR方法可克服VRC方法资源开销和延时较大的缺点,但需存储较多位流文件,且演化速度较慢。针对以上不足,本文利用位流重定位与差异配置技术对现有DPR实现方式进行改进。本文主要研究内容如下:(1)分析了EHW研究现况,以及不同FPGA重构方法在实现EHW时的优缺点,通过比较选择采用基于位流重定位的动态部分重构技术实现EHW系统。介绍了系统硬件平台和软件开发环境概括,并分析了FPGA的FPGA配置过程、位流文件的结构和配置原理。(2)以MicroBlaze作为重构控制器,采用位流重定位技术设计基于DPR的片上系统。给出了系统总体结构;位流重定位原理和位流重定位的实现流程,包括逻辑功能网表文件的生成、可重构IP核设计、位流重定位系统硬件平台搭建、动态部分重构设计、重构区域的统一化设计、位流文件的生成等。采用微软基础类库MFC开发了循环冗余校验计算程序和界面。最后,在Xilinx Virtex-5 FPGA开发板ML507上利用逻辑运算验证了位流重定位的可行性,并分析了位流重定位技术对位流存储的影响,以及位流重定位的时间。(3)以Micro Blaze作为演化控制器,通过自定制ROM IP核实现图像数据的存储,利用位流重定位技术实现系统功能区可演化IP核的动态重构,设计了基于位流重定位与差异配置的图像滤波器在线演化系统。给出了系统总体结构、硬件设计方法和实现结果。采用遗传算法作为演化算法,设计了染色体的编码、染色体差异配置、适应度评估方式以及遗传算子。最后,以图像滤波器的演化设计为例,对系统结构和演化机制进行了验证。结果表明,所提出演化机制能有效节省位流存储空间,提高演化速度。
王海龙[7]2006年在《宽幅面高性能喷墨绘图控制器研究》文中研究指明随着CAD/CAE技术的迅速发展,工程绘图仪的应用日益广泛,而且对绘图速度和绘图质量的要求也逐渐提高。为此,本文首先在分析绘图仪和喷墨头工作原理的基础上,提出了基于DSP的宽幅面喷墨绘图控制器解决方案。其次,对包括喷墨头驱动、光栅映像处理RIP(Raster Image Processing)方法、字车伺服系统在内的喷墨绘图控制器核心技术进行了较深入的研究,提出了多喷墨头并行打印的工作方式以及相应的数据处理和打印控制方法,使绘图仪的工作效率显着提高;提出了一个有效实用的图形剪裁方法,解决了大幅面、超大幅面图形的分割问题;提出了一个墨滴高精度定位方案,改善了绘图质量。最后,在2.4m幅宽的喷墨绘图仪上进行了实验验证。结果表明,本文提出的方案切实可行,方法简单实用,使用4喷墨头同时工作,其输出速度达到了每小时200m2。
闻振华[8]2009年在《叁电平逆变器SPWM控制策略的研究》文中研究说明叁电平逆变器输出由于具有更高的电能质量、更低的谐波含量,更好的电磁兼容性以及更低的开关损耗等优点,在中高压大容量交流调速领域得到了广泛的应用。其中PWM控制技术可以合理改变逆变器所采用开关器件的通断顺序与时间,从而获得很好的正弦输出波形。到目前为止,PWM控制在叁电平逆变器控制策略占主导地位,并一直是人们研究的热点。本文主要研究叁电平逆变器改进型SPWM控制策略。在介绍中点箝位逆变器结构基础上,研究了SPWM载波层迭策略。针对SPWM直流电压利用率低、中点电位不易控制的缺点,分析了叁电平逆变器中SVPWM和SPWM零序分量的等效关系。通过研究叁电平逆变器电容中点平衡问题的形成机理,以中线电流为突破口,将控制开关状态输出的平均效果与实际的叁相参考电压等效,引出了所需注入零序电压的准确解析计算方法,并在此基础上研究了“预估—约束—校验—修正”的实时控制算法。为了验证所采用的叁电平改进型SPWM算法,本文在MATLAB下建立了叁电平开环SPWM控制模型,仿真结果表明所研究的算法是有效的,在中点控制和直流电压利用率方面均达到了和SVPWM算法相媲美的程度,并且还具有实现起来较简单、直观的优点。采用TI公司的TMS320F2812作为控制芯片,利用该芯片的两个事件管理器巧妙了实现了叁电平SPWM算法,给出了实验验证,实验结果进一步证实了所做的研究工作和所采用的算法是实际可行的。
魏永康[9]2015年在《抗错误攻击的AES密码电路研究与验证》文中指出旁路攻击及其防御对策的研究是目前信息安全领域的研究热点之一。错误攻击作为一种新兴的旁路攻击技术,具有攻击能力强,时间复杂度低等优点,已成为密码芯片安全的主要威胁。因此,研究抗错误攻击的密码电路具有非常重要的意义。论文的主要工作是研究与设计抗错误攻击的AES密码电路。首先研究了现有的错误攻击方法,在此基础上设计了基于差分错误分析的AES密码电路错误攻击仿真平台。然后,在深入分析了基于感染机制的抗错误攻击AES密码电路的基础上,将随机掩码与感染机制相结合,设计了一种基于随机掩码的感染策略。该策略通过在AES加密过程中引入随机的布尔掩码来抵抗双错误攻击,同时在感染机制的扩散函数中引入随机的乘法掩码来解决错误传播固定化的问题。最后,基于遗传算法和虚拟可重构电路,采用叁级流水线结构设计了基于FPGA的演化硬件系统,该系统演化一代仅需0.311毫秒,相比于传统的PC+FPGA演化硬件系统,演化速度提高了两个数量级。并在此基础上提出了一种容错S盒电路结构,该结构将8×8bit的S盒电路分解为64个4×2bit的子电路分别进行演化,以达到抗多字节错误攻击的目的。基于所设计的错误攻击仿真平台,以在第九轮S盒输出结果中注入单比特错误作为攻击实例,仅需4对错误/正确密文即可恢复密钥,验证了平台的有效性。而采用此平台对基于随机掩码感染策略的AES电路进行攻击,无法获得密钥,表明该策略是有效的。最后对容错S盒注入Stuck-At-0或Stuck-At-1错误,S盒电路经过重新演化后仍然可以正常工作,表明了此S盒结构抗错误攻击的有效性。
沈亚峰[10]2015年在《AltiVec协处理器的软硬件协同设计》文中提出为了在整体上提高嵌入式系统对多媒体应用的处理能力,现代的处理器设计公司和厂商通常都会在其原有的指令集的基础上增加一部分扩展指令,专门用于多媒体应用的处理。而这一部分指令通常是基于SIMD(单指令多数据)技术的。AltiVec技术就是由IBM公司和摩托罗拉公司提出的用于扩展PowerPC指令集的向量类指令,其目的在于提升PowerPC系列的处理器对于多媒体数据的并行处理能力。软硬件协同设计指的是软件和硬件的设计同步进行。这种方法使得软件设计人员能够在硬件开发完成之前就获得硬件需要实现的指令算法模型,并根据该算法进行软件级别的建模和实现。对于一款协处理器而言,其软硬件协同设计的流程主要包括下面的几部分:指令集的功能与格式分析、软硬件任务划分、软硬件同步设计和验证。本文对一款AltiVec协处理器进行了软硬件的协同设计和验证。首先,文章介绍了AltiVec体系结以及AltiVec指令集的基本功能和格式。之后,针对AltiVec体系结构,提出了几种软硬件协同设计与验证流程,也即:使用System Verilog平台的软硬件协同验证、PowerPC405+AltiVec的顶层验证、基于QEMU电子系统级设计平台的软硬件协同设计与验证。随后,文章根据AltiVec指令格式的分析,给出了一种AltiVec协处理器硬件实现的顶层架构图和其中的一个功能单元的硬件实现架构图,并在此基础上进行了验证平台的设计和实验。最后,在QEMU虚拟机上完成了基于AltiVec指令集的IDCT程序设计,并且评估了使用AltiVec指令后对程序运行效率的影响。同时,在PowerPC405+Alti Vec顶层硬件上运行了程序,并对验证中出现的问题进行了总结和说明。
参考文献：
[1]. VRC变换算法的硬件实现研究[D]. 刘凯. 西安电子科技大学. 2002
[2]. 矢量光栅变换的研究与硬件实现[D]. 何翔. 西安电子科技大学. 2006
[3]. 矢量光栅变换（VRC）的研究与硬件实现[D]. 李春霞. 西安电子科技大学. 2005
[4]. 数字演化硬件与容错技术研究[D]. 张开锋. 国防科学技术大学. 2014
[5]. 基于网络传输的视频系统的研究[D]. 王晓方. 西安电子科技大学. 2006
[6]. 基于位流重定位的数字系统在线演化技术研究[D]. 何坤. 南京航空航天大学. 2016
[7]. 宽幅面高性能喷墨绘图控制器研究[D]. 王海龙. 西安电子科技大学. 2006
[8]. 叁电平逆变器SPWM控制策略的研究[D]. 闻振华. 华中科技大学. 2009
[9]. 抗错误攻击的AES密码电路研究与验证[D]. 魏永康. 南京航空航天大学. 2015
[10]. AltiVec协处理器的软硬件协同设计[D]. 沈亚峰. 天津大学. 2015
标签：计算机软件及计算机应用论文; 重定位论文; 重构论文; 状态机论文; 算法论文;