面向SCA的DPR软件架构设计与调度技术

为提高软件无线电（SDR）系统波形应用部署的灵活性和FPGA资源利用率,基于SDR系统的软件通信体系架构（SCA）,设计一种支持FPGA的动态部分可重构（DPR）软件架构。针对DPR FPGA与CPU组成的异构计算平台,提出一种蚁群优化调度算法,以提高波形应用部署效率。实验结果表明,与MILP算法和ILP算法相比,所提算法的求解性能平均提升了约30%,且随着任务规模的增大,优势更加明显。     

基于SB3500多核处理器的软件无线电系统设计

针对基于软件无线电架构的现代移动通信手持终端设计,研究了基于SB3500国产多核多线程数字信号处理器的软件无线电设计方法,实现了基于SB3500的软件无线电硬件系统。在此基础上开发了一套适合该硬件系统的OFDM通信波形软件,用于验证该硬件系统是否满足手持终端小型化和低功耗的要求。研究表明,使用该国产多核多线程处理器进行软件无线电系统的设计开发具有广泛的应用前景。     

面向小型设备的SCA核心框架优化设计

本文结合在资源受限的小型化设备上实现软件无线电的应用需求,在对SCA核心框架进行深入研究的基础上,针对SCA标准级核心框架的接口冗余、灵活性较差等问题,通过裁剪修改核心框架接口和优化接口之间继承关系等方式,对SCA核心框架进行优化,设计了轻量级核心框架,提高了核心框架的灵活性。     

基于图分割的流应用多处理器映射算法

为了充分利用多处理器平台所提供的计算资源,需要将应用以适当的方式映射到不同处理器,从而最大程度地挖掘应用所提供的并发性以满足应用严格的实时性要求。提出了并发图来量化、建模应用任务间的并发性,提出了一种基于自同步调度的并发图构建算法,并将任务映射问题转换成图分割问题,然后将并发图分割问题建模为纯0-1整数线性规划模型并采用ILP求解器获得最优解。采用了大量随机生成的同步数据流图以及一组实际应用对所提方法进行性能评估,实验结果表明所提方法性能优于已有算法。     

面向工程教育的“通信原理”教学研究

根据工程教育专业认证要求，工科课程应着力于提高学生解决实际复杂工程问题的能力。分析通信原理教学过程中存在的系统性问题，以软件无线电为基础，构建新型通信原理教学模式，通过引入新的教学模型、设计新的教学活动，既能够提高通信原理教学水平，又可进一步提高学生学习通信原理的热情和解决实际复杂工程问题的能力。     

Excel中饲料配方优化及规划求解

在Excel电子表格中，以饲料营养成分表为基础，计算各营养成分的总含量，参照所选饲养标准，通过限定各营养成分的最低或最高值，应用规划求解功能，以成本的最小值为目标单元格，完成饲料配方的最低成本优化；本方法针对以往Excel优化最低成本时易出现的几个问题(如不能长期运算、手工输入公式多、不能计算多个配方等)，进行了改进，使之模板化，应用简便，可长期应用于不同饲料的成本优化。并对Excel优化配方时易出现的问题进行了改进。     

一种针对动态部分可重构SoC软硬件划分的高效MILP模型

异构片上系统(System-on-Chip,SoC)在同一芯片上集成了多种类型的处理器,在处理能力、尺寸、重量、功耗等各方面有较大优势,因此在很多领域得到了应用。具有动态部分可重构特性的SoC(Dynamic Partial Reconfigurability SoC,DPR-SoC)是异构SoC的一种重要类型,这种系统兼具了软件的灵活性和硬件的高效性。此类系统的设计通常涉及到软硬件协同问题,其中如何进行应用的软硬件划分是保证系统实时性的关键技术。DPR-SoC中的软硬件划分问题可归类为组合优化问题,问题目标是获得调度长度最短的调度方案,包括任务映射、排序和定时。混合整数线性规划(Mixed Integer Linear Programming,MILP)是求解组合优化问题的一种有效方法;然而,将具体问题建模为MILP模型是求解问题的关键一环,不同建模方式对问题求解时间有重要影响。已有针对DPR-SoC软硬件划分问题的MILP模型存在大量变量和约束方程,对问题求解时间产生了不利影响;此外,其假设条件过多,使得求解结果与实际应用不符。针对这些问题,提出了一种新颖的MILP模型,其极大地降低了模型复杂度,提高了求解结果与实际应用的符合度。将应用建模成DAG图,并使用整数线性规划求解工具对问题进行求解。大量求解结果表明,新的模型能够有效地降低模型复杂度,缩短求解时间;并且随着问题规模的增大,所提模型在求解时间上的优势表现得更加显著。     

一种面向动态部分可重构片上系统的列表式软硬件划分算法

并行计算是提高系统资源利用率的重要手段,越来越多的多处理器片上系统通过集成具有不同功能特点的处理器来满足不同计算任务的需求.具备动态部分可重构特性的异构多处理器片上系统(Dynamic Partial Reconfiguration-Heteroge-neous Multiprocessor Systems-on-Chip,DPR-HMPSoC)因其并行性好、计算效率高而被广泛使用,而低复杂度和高求解性能的软硬件划分算法是充分发挥其计算性能优势的重要保证.已有的相关软硬件划分算法时间复杂度高,且对DPR-HMPSoC平台的支撑不足.针对上述问题,首先提出了一种列表启发式软硬件划分与调度算法,其通过构建基于任务优先级的调度列表,完成任务的调度、映射、FPGA动态部分可重构区域划分等一系列操作;接着给出了软件应用建模、计算平台建模及所提算法的详细设计方案.仿真实验结果表明,所提算法与混合整数线性规划(Mixed Integral Linear Programming,MILP)和蚁群优化(Ant Colony Optimization,ACO)算法相比,可有效减少求解时间,且时间优势与任务规模成正比;在调度长度方面,所提算法的平均性能提升了约10％.