具有高资源利用率特征的改进型查找表电路结构与优化方法

该文着重研究了FPGA芯片中核心模块基本可编程逻辑单元(BLE)的电路结构与优化设计方法,针对传统4输入查找表(LUT)进行逻辑操作和算术运算时资源利用率低的问题,提出一种融合多路选择器的改进型LUT结构,该结构具有更高面积利用率;同时提出一种对映射后网表进行统计的评估优化方法,可以对综合映射后网表进行重新组合,通过预装箱产生优化后网表;最后,对所提结构进行了实验评估和验证。结果表明:与Intel公司Stratix系列FPGA相比,采用该文所提优化结构,在MCNC电路集和VTR电路集下,资源利用率平均分别提高了10.428% 和 10.433%,有效提升了FPGA的逻辑效能。     

粗粒度可重构密码逻辑阵列智能映射算法研究

针对粗粒度可重构密码逻辑阵列密码算法映射周期长且性能不高的问题,该文通过构建粗粒度可重构密码逻辑阵列参数化模型,以密码算法映射时间及实现性能为目标,结合本文构建的粗粒度可重构密码逻辑阵列结构特征,提出了一种算法数据流图划分算法.通过将密码算法数据流图中节点聚集成簇并以簇为最小映射粒度进行映射,降低算法映射复杂度;该文借鉴机器学习过程,构建了具备学习能力的智慧蚁群模型,提出了智慧蚁群优化算法,通过对训练样本的映射学习,持续优化初始化信息素浓度矩阵,提升算法映射收敛速度,以已知算法映射指导未知算法映射,实现密码算法映射的智能化.实验结果表明,本文提出的映射方法能够平均降低编译时间37.9%并实现密码算法映射性能最大,同时,以算法数据流图作为映射输入,自动化的生成密码算法映射流,提升了密码算法映射的直观性与便捷性.     

以边为中心的密码逻辑阵列高能效映射算法

为解决密码算法在粗粒度可重构密码逻辑阵列(CRCLA)上映射性能不高及编译时间长的问题,该文提出一种密码算法和硬件资源的描述形式,在映射过程中能够更加直观地显示各个资源的占用情况;并通过分析密码算法运算特征与粗粒度可重构密码逻辑阵列硬件结构的内在关联,以减少关键路径延时为目标,提出了一种以边为中心的密码逻辑阵列高能效映射算法(ECLMap).通过边映射来指导节点映射,结合相关映射策略,引入回溯机制来提高映射成功率.在仿真平台下对多种密码算法进行实验,相比于其他通用的映射算法,结果表明该文提出的算法映射性能最佳,在算法能效上平均提升了约20％,同时在编译时间上平均提升了约25％.实现了算法的高能效映射.     

以边为中心的密码逻辑阵列高能效映射算法

为解决密码算法在粗粒度可重构密码逻辑阵列(CRCLA)上映射性能不高及编译时间长的问题,该文提出一种密码算法和硬件资源的描述形式,在映射过程中能够更加直观地显示各个资源的占用情况;并通过分析密码算法运算特征与粗粒度可重构密码逻辑阵列硬件结构的内在关联,以减少关键路径延时为目标,提出了一种以边为中心的密码逻辑阵列高能效映射算法(ECLMap)。通过边映射来指导节点映射,结合相关映射策略,引入回溯机制来提高映射成功率。在仿真平台下对多种密码算法进行实验,相比于其他通用的映射算法,结果表明该文提出的算法映射性能最佳,在算法能效上平均提升了约20%,同时在编译时间上平均提升了约25%。实现了算法的高能效映射。     

面向算术单元的FPGA工艺映射算法

本文提出了一种针对算术单元的FPGA工艺映射算法ArithM.实验结果表明,与公认ABC中的黑盒子映射算法相比,本文算法能平均减少逻辑单元面积7%,减少电路关键路径延时5%.ArithM采用了单元共享、平衡算术链以及吸收邻近节点三种方法来优化算术资源.     

纳米CMOS电路逻辑等效变换

针对纳米CMOS电路连通域结构约束,该文提出了基于逻辑复制方法的电路等效变换技术以降低电路映射复杂性。首先通过对电路中所有的门扇出值进行排序来选定基准高扇出值;然后对于高扇出门单元通过二次方程式计算变换前后复杂度,对复杂度降低的高扇出门单元执行逻辑复制并进行扇出分割。与传统插入反相器方法网表转换法比较,结果表明使用该文提出的方法电路不仅更快速地被映射到纳米混合电路单元上,而且具有更好的时延特性。     

基于FPGA的混合基FFT算法设计与实现

目前,研究资源节约型的低复杂度混合基快速傅里叶变换(FFT)设计技术具有重要的应用价值。本文基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA)平台提出并实现了一种新型混合基FFT分解算法。该算法基于原位存储结构设计,采用素数因子分解与库利-图基分解相结合的混合分解模式,在省去了一步旋转因子乘法运算的同时也有效减小了存储空间和运算量,并采用通用蝶形单元模块设计使得算法能够同时适应基2、基3、基4的FFT运算。仿真结果表明,该算法可以极大提高FFT处理点数的灵活性,有效节省运算资源。     

面向AIC结构的FPGA映射工具

探索新的现场可编程门阵列(FPGA)逻辑单元结构一直是FPGA结构研究的重点方向,与非逻辑锥(AIC)作为一种新的逻辑结构成为FPGA新结构的希望。然而实现高效且灵活的映射工具同样是研究FPGA新结构中的重点环节。该文实现了一个面向AIC结构的FPGA映射工具,与当前映射工具相比,具有更高的灵活性,能够支持AIC结构参数的调节,辅助支持进行AIC单元结构的探索改进。同时,该文提出的AIC映射工具与原工具相比,面积指标提高了33%~36%。     

基于分解选择映射的MIMO-OFDM系统峰均比降低算法

针对多输入多输出正交频分复用(MIMO-OFDM)系统中的高峰均功率比(PAPR)问题,提出了一种新的基于选择映射(SLM)的分解算法.所提算法将每根天线上OFDM 符号的实部和虚部进行分解,然后分别进行相位映射,从而增加了待选信号的数量.利用实序列固有的共轭对称特性,在不增加算法复杂度的前提下,显著提高了算法的峰均比降低性能.同时提出了一种基于并行选择映射的分解算法,进一步减少了边带信息的传输量,提高了系统的频带利用率.仿真实验结果证明,所提算法在保持计算复杂度不变的同时,可以有效的提高峰均比性能.     

基于DCT-Ⅱ的MCLT快速算法

提出了一种基于单一DCT-Ⅱ单元计算MCLT的新算法。通过蝶形运算,将MCLT系数的实部和虚部分别映射为DCT-Ⅱ变换,对于M点的MCLT变换,该算法只需进行两个M点DCT-Ⅱ加上两组蝶形运算,且没有复杂数据映射关系,从而降低了运算复杂度,提高了运算速度。该算法结构简单,适用于软硬件实现。     

适用于数据通路的可编程逻辑器件FDP100K

设计研制了一款适用于数据通路的10万门容量的FPGA器件FDP100K(FDP:FPGA for Data-Path),其主要特点为:可编程逻辑单元结构不同于国际上已有的可编程逻辑单元结构,是一种新颖的基于查询表LUT和多路选择器MUX的混合结构;连线资源结构采用新颖的层次式布线结构,提供高度灵活的布线能力.芯片采用SMIC 0.35 μm CMOS工艺,包含1024个可编程逻辑单元和128个可编程IO单元.芯片配合自主开发的软件系统FDE(FPGA Development Environment)进行测试,结果表明:FDP100K芯片的可编程逻辑单元功能正常;芯片的各种连线资源功能正常;可以准确地实现数据通路型电路和其他类型的电路的功能.     

基于CPLD的可编程数字频率计的设计

采用美国Lattice公司生产的在系统可编程 (ISP)大规模集成逻辑器件 (CPLD)ispLSI 10 32E芯片实现可编程数字频率计的设计 ,其设计方法简便、高效、无风险 ,且能提高系统的可靠性及灵活性。     

Multidomain Network Based on Programmable Networks: Security Architecture

This paper proposes a generic security architecture designed for a multidomain and multiservice network based on programmable networks. The multiservice network allows users of an IP network to run programmable services using programmable nodes located in the architecture of the network. The programmable nodes execute codes to process active packets, which can carry user data and control information. The multiservice network model defined here considers the more pragmatic trends in programmable networks. In this scenario, new security risks that do not appear in traditional IP networks become visible. These new risks are as a result of the execution of code in the programmable nodes and the processing of the active packets. The proposed security architecture is based on symmetric cryptography in the critical process, combined with an efficient manner of distributing the symmetric keys. Another important contribution has been to scale the security architecture to a multidomain scenario in a single and efficient way.     

高性能可编程互连资源设计研究

传统的可编程互联结构在短距离互连上往往采用单管、中距离上有双向线,这使得在CLB中查找表(LUT)数目变大后,互连上的延迟会随线长增加而呈指数增长.本文提出了一种改进的高性能互连结构,改进了短、中和长距离互连,使得其在CLB中LUT数目增加的情况下让芯片拥有更好的互连延迟特性,通过对这种互连结构和传统的互连结构进行建模...     

程控增益放大器及其在电声系统中的应用

介绍了程控增益放大器三种电路实现方式，以及这几类电路在电声系统中的应用。     

可编程模拟器件与技术新进展

简述可编程模拟器件的基本原理、典型应用和开发方法,介绍并比较主要的模拟可编程实现技术与主流器件系列,指出现存的主要问题并展望其未来发展方向.     

Design,Implementation and Evaluation of Programmable Handoff in Mobile Networks

We describe the design, implementation and evaluation of a programmable architecture for profiling, composing and deploying handoff services. We argue that future wireless access networks should be built on a foundation of open programmable networking allowing for the dynamic deployment of new mobile and wireless services. Customizing handoff control and mobility management in this manner calls for advances in software and networking technologies in order to respond to specific radio, mobility and service quality requirements of future wireless Internet service providers. Two new handoff services are deployed using programmable mobile networking techniques. First, we describe a multi-handoff access network service, which is capable of simultaneously supporting multiple styles of handoff control over the same physical wireless infrastructure. Second, we discuss a reflective handoff service, which allows programmable mobile devices to freely roam between heterogeneous wireless access networks that support different signaling systems. Evaluation results indicate that programmable handoff architectures are capable of scaling to support a large number of mobile devices while achieving similar performance to that of native signaling systems.     

FDP FPGA芯片的设计实现

研究了新型的FDP FPGA电路结构及其设计实现.新颖的基于3输入查找表的可编程单元结构,与传统的基于4输入查找表相比,可以提高约11%的逻辑利用率;独特的层次化的分段可编程互联结构以及高效的开关盒设计,使得不同的互联资源可以快速直接相连,大大提高了可编程布线资源效率.FDP芯片包括1600个可编程逻辑单元、160个可用IO、内嵌16k双开块RAM,采用SMIC 0.18μm CMOS工艺全定制方法设计并流片,其裸芯片面积为6.104mm×6.620mm.最终芯片软硬件测试结果表明:芯片各种可编程资源可以高效地配合其软件正确实现用户电路功能.     

FDP FPGA芯片的设计实现

研究了新型的FDP FPGA电路结构及其设计实现.新颖的基于3输入查找表的可编程单元结构,与传统的基于4输入查找表相比,可以提高约11%的逻辑利用率;独特的层次化的分段可编程互联结构以及高效的开关盒设计,使得不同的互联资源可以快速直接相连,大大提高了可编程布线资源效率.FDP芯片包括1600个可编程逻辑单元、160个可用IO、内嵌16k双开块RAM,采用SMIC 0.18μm CMOS工艺全定制方法设计并流片,其裸芯片面积为6.104mm×6.620mm.最终芯片软硬件测试结果表明:芯片各种可编程资源可以高效地配合其软件正确实现用户电路功能.     

在系统可编程模拟器件简介

在分析可编程模拟器件发展的基础上，介绍了在系统可编程模拟器件ispPAC的结构、编程模块电路、编程方法、应用举例和使用的局限性。