萤火虫2：一种多态并行机的硬件体系结构

提出了一种新型的多态高效并行阵列机结构--萤火虫2号阵列机。该结构的处理单元可以在SIMD和MIMD两种模式下运行,兼有异步执行机制,还可以实现分布式指令级并行处理。采用了硬件的多线程管理器和高效通信机制,这些机制使得此种阵列机能够实现效率很高的线程级并行运算、数据级并行运算和分布式指令级并行运算。尤其值得指出的是,此种阵列机的流处理性能堪与专用集成电路匹敌。该结构还能有效实现静态与动态数据流计算,可以高效实现图形、图像和数字信号处理任务。     

并行扫描转换结构中的状态管理

扫描转换为图形流水线的核心部分,许多高性能的图形硬件都是采用并行的扫描转换结构。现代GPU(graphic processing unit)用于高性能计算时,主要依靠其极大的系统吞吐率,但是用基于传统的状态管理方法维持命令顺序性时会造成处理单元的停顿,降低系统的吞吐能力。提出一种新的状态管理方法,将命令分为计算与控制两类,对于控制类的命令由状态处理单元生成状态掩模(state-mask),减少了状态管理中的广播通信,降低了保持命令顺序性和状态管理的复杂性。仿真结果表明所提出状态管理方法同传统的状态管理方法相比,在游戏等后端状态变化明显的图形应用中,扫描引擎利用率提高了5%~9%。     

CPCC抽象语法树的三地址码生成

为了便于代码优化及指令生成,在并行C语言编译器CPCC（Concordia Parallel C Compiler）将源程序的抽象语法树（Abstract Syntax Tree, AST）转换成目标机PAAG（Parallel Array Architecture GPU）处理器的汇编代码时,采用了三地址码作为中间表示形式。基于CPCC AST的结构特点,将AST到三地址码的转换分为三类,即一般表达式的翻译、布尔表达式的翻译以及语句的翻译,并给出了其详细设计思路及是实现方法。实验结果表明,该方案实现了从源码的抽象语法树到三地址码的转换。     

图形加速器中几何变换的设计与实现*

几何变换（包含旋转,平移,缩放）单元是图形加速器中唯一表现图形动画的基本单元,其性能对于整个图形加速器起着至关重要的作用。本文针对图形加速器中几何变换的特性,提出其软件设计模型,并采用并行流水线的结构,用硬件设计与实现了图形加速器中的几何变换单元,提高了图形加速器的运行速度。最后将电路下载到FPGA开发板进行了验证。实验结果表明,本文设计的几何变换电路可以实现其功能,且其并行设计在大规模数据处理过程中更能体现出其良好的性能。     

图形处理器中光照和纹理映射的设计与仿真实现

图形处理器(GPU)通常采用流水线体系结构,遵循通用图形接口规范。在分析图形处理器的工作原理和体系结构的基础上,提出了改进的实用型流水线设计结构,并对每个功能模块进行了分析。对光照和纹理映射部分进行了深入研究,提出了具体的设计方法。通过软件仿真的结果验证了设计的正确性。最后针对光照和纹理映射的特点,提出了可编程处理器及其硬件结构。     

Torus连接Petersen图互连网络及路由算法

可扩展性和短直径是设计大规模并行计算机系统互连网络的两个重要因素.基于Petersen图的短直径和正规性和Torus拓扑结构的可扩展性,提出了一种新的互连网络拓扑结构,称为Torus连接Petersen图互连网络.该互连网络拓扑结构具有短直径、正规性、对称性和良好的扩展性.网络节点采用混合编码方法,使得路由算法设计简单.分别设计了基于混合编码的单播、广播路由算法.分析表明提出的互连网络具有较好的拓扑性质.     

建立SDH系列芯片验证平台

针对同步数字系列(Synchronous Digital Hierarchy，SDH)芯片开发的验证平台，利用事务和断信技术，采用模块化结构设计，层次结构清楚，具有良好的可重用性．用该测试平台验证了设计的超百万门的SDH成帧芯片的功能．实践表明，该验证平台极大地提高了SDH系列芯片功能验证的效率。     

移动计费系统中数据异常的预防与检测

为了满足移动计费应用的基本要求,需要将大批量的基本数据常驻内存.分析了内存中数据异常产生的原因,在借鉴数据通信中的CRC技术的基础上,探讨了在内存数据管理中,采用在每个数据片断上都设置一个校验码的方式,进行内存数据一致性的检查,结合传统数据库的日志技术和检查点技术,给出了实现内存数据异常检测和预防的基本方法.     

挤压-拉拔工艺对铌-锆合金线组织与性能的影响

为了研究铌-锆合金线的组织和性能,以电子束熔炼的铌-锆合金(wZr=0.940 0%)铸锭为原料,研究挤压开坯和拉拔的生产工艺及其过程中冷变形量和退火过程对铌-锆合金线组织和性能的影响.结果表明,由于挤压时铸锭内外层和前后端变形不均匀,导致沿长度和断面上挤压所得棒材的组织与性能不够均匀;冷变形量越大,铌-路线的强度和硬度越高,而延伸率在30%冷变形后变化不大;冷变形量越大,则再结晶温度越低;随着退火温度升高,铌-锆线强度呈先下降后升高趋势,延伸率呈先升高后下降趋势.     

片上网络节点编码的设计和在路由方面的应用

网络拓扑选择和路由算法设计是片上网络设计的关键问题.在比较现有的三种网络拓扑结构的基础上,提出了一种隐含着相邻节点以及节点之间链路关系并适合二维Torus拓扑结构的节点编码方法.该编码和Torus结构的结合能拓扑结果够简化路由算法的设计和实现,改善了网络路由性能.实验结果表明,提出的编码方法与二维Torus拓扑结构的结合有效地提高了片上网络通信性能.