低功耗XOR门的快速分解技术

为了在相对短的时间内得到基于XOR门电路的最优结构，并达到功耗优化的目的，以XOR门输入信号的概率为依据进行低功耗分解，提出了一种新的基于XOR门的电路功耗优化技术．实验结果表明：提出的算法能在更短的时间内实现功耗优化，且比现有的方法最多可提高8．9％，同时也证明了提出的算法在功耗节省方面比其他同类算法更有效．     

基于近似计算技术的FPRM逻辑功耗优化

提出了一种基于近似计算技术的FPRM逻辑功耗优化的算法, 该算法包括基于信号概率和跳变密度的固定极性Reed-Muller(Fixed Polarity Reed-Muller, FPRM)函数动态功耗模型, 基于遗传算法的以功耗优化为导向的RM逻辑极性搜索方法, 以及利用双锐积运算的RM逻辑错误率计算方法. 在错误率的约束下, 通过有选择性地删减部分乘积项, 实现功耗优化. 提出的算法用C语言实现, 并用MCNC Benchmark电路测试. 结果表明: 与原始FPRM电路功耗相比, 在平均错误率为3.21％时, 电路动态功耗平均减少了22.77％.     

基于近似逻辑的不完全指定FPRM函数的功耗优化

基于精确逻辑的逻辑综合和优化方法已有广泛的研究. 但有时并非需要精确逻辑, 从而可利用这种特性进行关键指标的综合和优化. 本文提出了基于近似逻辑的不完全指定固定极性Reed-Muller (Incompletely Specified Fixed Polarity RM, ISFPRM)逻辑函数的逻辑优化方法. 首先建立基于二级逻辑的功耗估算模型和近似电路的设计效能评估模型, 然后提出基于近似逻辑的ISFPRM函数的优化算法, 并用遗传算法加以实现. 所提算法应用于MCNC标准电路进行测试, 结果表明在一定的面积约束下, 电路每增加1%的误差率获得12%~18%的功耗优化     

基于DNSGA-Ⅱ算法的三值FPRM电路面积与功耗优化

针对三值FPRM电路面积与功耗综合优化问题,提出一种基于差分非支配排序遗传算法(Differential Non-dominated Sort Genetic Algorithm Ⅱ,DNSGA-Ⅱ)的最佳极性搜索方案.首先在DNSGA-Ⅱ算法中,随机抽取种群个体进行高斯变异而产生变异群体.从Pareto非劣解集和变异群体中抽取父代进行二项式交叉产生子代群体,从而维持算法的多样性.然后,结合DNSGA-Ⅱ算法与三值FPRM电路极性转换技术和低功耗技术,搜索电路面积与功耗的最佳极性.最后对MCNC Benchmark电路进行测试,与GA和NSGA-Ⅱ算法搜索到的结果相比,DNSGA-Ⅱ算法获取的最佳极性电路功耗平均减小19.53%和15.08%,面积平均节省9.01%和6.05%.     

基于遗传算法的电压岛感知的多电压分配

功耗是当前SoC设计所面临的最大挑战之一,多电压设计是一种降低SoC芯片功耗的有效方法.在后布局阶段应用多电压设计,首先对现有电源网络复杂性度量方法进行改进,然后提出了一个同时考虑功耗、电源网络复杂性及电平转换器的新目标函数,并采用遗传算法进行最优电压分配.对GSRC测试电路的实验结果表明,所提出的算法不仅能有效降低芯片功耗,同时可以将多电压设计的额外开销控制在一个较低的水平.此外,改进的电源网络复杂性度量方法在功耗节省和电平转换器数量方面较已有的有一定的优势.     

嵌入式系统节能调度的空闲时间利用策略

针对现有算法不能在保证调度有效的前提下实现满意节能效果的问题，分析了空闲时间与动态电压升降的关系，提出了统筹可用空闲时间的策略和逆向的电流一空闲时间优先（CSFB）的节能调度算法，并进行了仿真与对比，结果表明，统筹策略普遍适用于嵌入式系统的节能调度；对于典型高功耗任务集，CSFB算法的电量保有率和空闲时间利用率相比同类有效算法分别提高了12．29％和37．03％，能有效延长嵌入式系统的工作时间，实现更佳节能效果。     

低功耗异或门的设计

在分析了现有典型的异或门电路的基础上，提出了基于传输管逻辑的低功耗异或门的设计．电路实现了内部节点信号的全摆幅，使之具有较强的驱动能力，且避免了后级反相器中亚阈功耗的产生，实现了电路的低功耗．在5、3．3、1．8V电源下，经PSPICE在0．24μm工艺下模拟，与已发表的异或门电路设计相比，新提出的电路功耗和功耗延迟积的改进分别高达36．5％和68．0％，说明本文设计的异或门电路在功耗和延迟方面具有优势．     

侧信道分析中高阶掩码组合函数优化方案

功耗掩码是一种抗侧信道攻击的防护方案,是现有最有效的算法级防护方案之一.针对掩码的分析方法主要包括相关性功耗分析CPA与互信息分析MIA,两种分析方法中的关键问题均为泄露模型与组合函数.本文对掩码方案的功耗泄漏与TC(toggle count)泄露模型进行研究,提出了MTC(multicycle toggle count)模型. MTC模型与现有TC模型相比,可对多个周期的功耗泄漏进行刻画,与TC模型相比准确性提高了15. 4%.根据MTC模型现有的组合函数进行研究.提出了一种组合函数优化方案.实验结果显示,针对掩码电路使用该组合函数优化方案后,CPA的有效性可提高32. 3%,MIA的有效性可提高22. 2%.     

集卡作业面模式下装船作业场桥与集卡联合调度优化

为进一步减少集装箱船舶靠泊时间, 在岸桥多线作业工况条件下, 重点考虑了场桥与集卡的同步作业, 对场桥与集卡进行联合调度. 在此基础上, 综合考虑场桥间安全距离、任务优先顺序等实际约束, 针对集卡作业面模式, 构建了以装船作业时间最短为目标的场桥与集卡联合调度优化模型, 并开发了带染色体更新操作的改进遗传算法确定场桥作业量, 利用路径优化确定场桥最短行驶路径, 基于先到先服务规则对集卡进行动态调度. 实证分析结果证明了所提出模型与算法的有效性, 并且在集卡数量较少时, 采用集卡作业面模式有助于缩短集装箱装船时间.     

基于快速二-十进制转换算法的智能水表专用控制芯片LCD接口设计

针对智能水表控制芯片与LCD驱动芯片之间信号编码不一致并且转换复杂的问题,提出了一种ZY886B型液晶模块的接口电路.为提高转换速率、节省开销,设计的关键部分采用基于快速二-十进制转换算法的电路,该算法与其它二-十进制转换算法相比具有转换速率和面积上的优势.所设计LCD接口采用Verilog HDL描述,在Modelsim 6.0 SE版本上进行仿真和验证,在Design Compiler综合平台上进行优化综合.结果显示接口满足ZY886B的工作时序,最大时钟频率超过250 MHz,动态功耗小于1 mW.     

基于协同机理的异构无线网络协议模型

通过对多无线接入网融合方案进行分析和比较,提出了一种基于中继的协同组网技术和网络协议模型.通过在中继节点处的MAC层上增加通用协同适配层以实现异构网络下的数据转换和协同传输,同时在基站和中继处分别引入协同无线资源管理实体支持多中继协同组成中继子网以及不同接入网间的传输容量和质量的协商,以实现数据的无缝中继传输.实验表明,该中继协同组网技术能够有效地支持多无线接入网的融合,实现在异构网络环境下为用户提供高速传输业务和多无线接入网资源的协同使用.     

基于电桥失衡效应的高随机性PUF电路设计

通过对物理不可克隆函数(Physical Unclonable Functions, PUF)电路和电桥失衡效应的研究, 提出一种高随机性PUF电路设计方案. 该方案首先利用工艺偏差导致电桥失衡产生随机偏差电压, 然后结合电压型灵敏放大器产生随机的、不可克隆的响应信号. 在TSMC 65nm CMOS工艺下, 采用全定制方法设计PUF电路, PUF单元电路的版图面积为2.23?m×2.43?m. 通过Spectre软件, 在不同电压下对所设计PUF电路进行Monte Carlo仿真验证, 分析其逻辑功能、随机性等特性. 实验结果表明: 所设计的PUF电路在电源电压1.2V和温度25℃下随机性可达51.8%.     

由经济驱动的网格资源管理和调度的研究

网格计算经济模型是把经济学的概念应用到网格资源管理和调度的模型,基于计算经济模型的网格资源管理与调度策略借鉴人类社会竞争的市场机制,根据用户的Q oS(Q ua lity of Serv ice)需求进行资源管理与任务调度,不仅使资源所有者和资源消费者都能实现各自的经济目标,而且使资源消费者使用轻负载和廉价的资源,达到整个网格资源整体的全局最优、合理利用.     

CDMA蜂窝移动通信系统中的无线资源管理算法研究

无线资源管理是CDMA蜂窝移动通信系统保证业务质量(QoS)和提高频谱利用率的关键技术，本文提出了CDMA系统中无线资源管理算法的一般模型，阐述了三种重要的无线资源管理算法，即功率控制算法、呼叫接纳控制算法和分组调度算法的主要研究情况，并分析了目前研究中仍然存在和需要解决的问题。     

多粒度通信优化的MPSoC调度映射策略

随着嵌入式系统处理器核数的增加,映射与调度成为软件开发的关键.为了提升系统性能,需要格外关注映射与调度过程中的通信开销.现有的粗粒度系统级或细粒度线程级通信优化虽然能提升性能,但都各有缺陷.为此,提出了基于整数线性规划的用于Simulink模型的多粒度通信优化映射与调度策略,将不同粒度的通信优化方法相结合,实现优势互补.实验结果表明,该方法能有效提高系统的整体性能.     

基于复合成本的集装箱码头泊位-岸桥联合调度优化方法

针对集装箱码头泊位与岸桥调度中的资源和成本问题,考虑不确定因素的影响,采用增添缓冲时间方式,以复合成本最低为目标建立泊位岸桥联合调度优化模型,设计改进的遗传算法对模型进行求解.在案例数据分析中,比较了港口和船公司在不同成本比率下的调度结果,验证了该方法能在保证客户满意度的同时不损害码头利益,对港口生产操作决策具有一定参考价值.     

基于CNFET的低功耗三值门电路设计

通过对碳纳米场效应晶体管(Carbon Nanotube Field Effect Transistor,CNFET)的研究,提出一种基于CNFET的低功耗三值门电路设计方案.该方案在分析CNFET结构及其不同尺寸的碳纳米管对应于不同阈值电压特性的基础上,以多值逻辑理论为指导,设计基于CNFET的三值反相器、与非门、或非门等单元门电路,最后利用HSPICE对所设计的电路进行仿真.结果表明:所设计电路具有正确的逻辑功能,与传统三值门电路相比,三值CNFET门电路平均传输速度提高52.7%,平均能耗节省54.9%.     

一种基于V-TGRU模型的资源调度算法

提出了一种在私有云计算环境下基于机器学习V-TGRU模型进行资源预测的算法。通过统计历史记录,将其与当前工作负载下不同任务的先验资源使用情况相结合,同时考虑工作负载特性、主机特征和同一资源池中任务之间的亲和性等因素,动态预测多任务的资源占用情况,并根据预测结果和任务运行现状进行多目标任务优化调度。实验证明,此算法能有效完成对资源的预判选择、减少调度次数、节约调度时间、节省云计算资源和带宽,保障应用任务稳定运行。     

基于低功耗与强穿透的ECG传感器节点的设计与实现

针对矿井下信道环境的复杂性与特殊性, 设计并实现了基于低功耗与强穿透的ECG传感器节点. 通过对比论证传感器节点各模块选型, 提出了基于AD8232为心电信号采集芯片、STM 32F103C8T6为处理器以及SI4463为无线收发芯片的ECG传感器节点设计方案. 在阐述传感器节点的软件设计思路与低功耗策略的基础上, 对ECG传感器节点的功耗以及对于矿工ECG信号采集传输性能进行测试与分析.     

异构网格环境下的可信依赖任务调度

针对异构网格环境下依赖任务调度过程中网格节点行为可信性考虑不足的问题,根据网格节点的历史行为表现,构建了一个动态信誉度评估策略,为确立任务需求与资源节点行为可信属性之间的隶属关系,定义了隶属度函数,建立了一种安全可信的网格任务调度新模型.为了实现该模型,提出一种依赖任务可信调度的粒子群进化算法.该算法通过深度值和关联耦合度的引入解决了任务间的约束关系;为克服传统粒子群算法解决离散问题时的不足,结合网格任务调度问题的具体特点,重新定义并设计了新的粒子进化方程;为预防算法陷入局部最优,引入了均匀扰动速度.仿真实验表明,该算法与同类算法相比,在相同条件下具有较高的执行效率和安全可信优化性能等.