具有断电续存功能固态存储器的设计

针对飞行器飞行过程中因偶然瞬时断电而导致已存储的数据会被覆盖记录的问题而提出了具有断电续存功能固态存储器的设计方案。以FPGA作为主控芯片,RS-422与LVDS作为硬件通信手段,NAND型FLASH为存储核心,着重在交替双平面存储方式的基础上通过编程实现了断电续存功能。经大量实测数据的科学分析表明,具有断电续存功能固态存储器的设计已成功实现,解决了瞬时断电后数据会被覆盖记录的问题,满足某型号飞行器的需要。     

高效AVS音频上下文位平面编码器设计

研究了AVS音频编码标准中上下文位平面编码算法,分析了编码算法的特点。通过对上下文平面编码算法的优化,提出了一种适合ASIC实现的硬件结构,通过合理设计二级流水线,能近似达到每时钟1比特矢量的编码速率,在保证编码速度前提下大幅降低了硬件资源。     

一种面向多核系统的PLB转AXI桥接器设计

针对多核系统中PLB和AXI总线间协议转换的需求,首先研究了总线协议与PowerPC处理器的访存行为,进一步研究了流水控制、读写叠加等高效率转换策略,最后研究了面向多核系统应用的缓存一致性维护策略.针对命令信号、读数据信号和写数据信号独立传输的特点,设计多通道流水线结构,既实现了命令与数据的流水并行也实现了读事务与写事务的叠加并行;在多通道流水线结构的基础上,提出一种流水并行+可变长描述符的2级加速转换技术,通过给予流水线输入更连续的总线事务,实现更高的总线转换效率;借鉴Cache表项的结构和维护策略,提出基于动态命中预测的缓存一致性维护技术,加速一致性读命令的进程.最终,实现一种高性能的PLB到AXI总线桥设计,达到总线协议行为全覆盖、命令转换低延迟的目标.总线桥应用于某款基于双核PowerPC处理器的异构多核体系结构芯片,解决了SoC系统内PLB到AXI总线的高效、高可靠转换问题,并在65 nm工艺下完成流片.     

基于MSP430单片机的现场数据实时采集系统

本文根据现场数据采集系统的设计原则,采用片内自带A/D转换模块及大容量数据RAM且微功耗性能突出的MSP430F149单片机,并结合大容量串行FLASH数据存储器,详细阐述了能满足现场应用环境的大容量数据实时采集系统的设计思路和具体实现方法.     

面向微控制器的卷积神经网络加速器设计

针对目前嵌入式微控制器的性能难以满足实时图像识别任务的问题,提出一种适用于微控制器的卷积神经网络加速器。该加速器在卷积层设计了无阻塞的行并行乘法-加法树结构,获得了更高的硬件利用率;为了满足行并行的数据吞吐量,设计了卷积专用SRAM存储器。加速器将池化和激活单元融入数据通路,有效减少数据重复存取带来的时间开销。FPGA原型验证表明加速器的性能达到92.2 GOPS@100 MHz;基于TSMC 130 nm工艺节点进行逻辑综合,加速器的动态功耗为33 mW,面积为90 764.2μm²,能效比高达2 793 GOPS/W,比FPGA加速器方案提高了约100倍。该加速器低功耗、低成本的特性,有利于实现嵌入式系统在目标检测、人脸识别等机器视觉领域的广泛应用。     

塞曼效应仿真实验平台

塞曼效应实验是学生了解原子具有磁矩和空间取向量子化现象的重要实验,至今塞曼效应仍是研究能级结构的重要方法之一.为了能够让学生更加清楚地了解塞曼效应实验的基本原理和操作规程,针对教学中的重点和难点,运用flash软件制作出塞曼效应仿真实验.该程序可全程高度仿真实验过程,具有界面友好、易于操作、无需安装等优点.为实验教学提供了一种新的辅助方式.     

FPGA与数据中心融合模式的思考

分析数据中心发展方向和FPGA(可编程逻辑阵列)特点及演进模式,提出FP-GA与数据中心融合的可行性.结合处于测试阶段的基于FPGA的AI加速和网络加速,探讨FPGA与数据中心的融合模式.最终认为在异构方向演进的FPGA凭借算法可并行、功能可定义的特点,将在数据中心发挥重要作用.     

高速RS(204,188)译码器的FPGA实现

介绍了数字电视广播中广泛采用的RS(204,188)译码器原理和FPGA实现方案,采用并行的三级流水线结构以提高速度,并根据Berlekamp-Massey(BM)算法对译码器进行了优化设计,减少了硬件消耗.译码器的最大时钟频率可以达到75MHz.译码器的性能仿真和FPGA实现验证了该方案的可行性.     

某弹上存储装置的FLASH阵列无效块管理可靠性设计

针对某弹上存储设备的性能测试要求,以及FLASH芯片存储时无效块管理困难的特性,为了实现数据的大容量、高速存储需求,在流水线架构下提出应用无效块快速检测和管理的方法。将FLASH存储矩阵的地址分块组合后,对组合后的存储单元进行无效块识别、处理。另外,对工程应用中突发无效块导致的数据存储不连续的问题,采用滞后重新写入的方法。经过相关参数的测试,该方法已经成功运用到某弹上存储器。通过大量试验证明,存储体系的存储速率以及容量均满足设计指标,工作稳定可靠。