摘要：共享内存体系结构下,为解决锁同步导致的并发性能瓶颈,本文提出了一种基于硬件CAS(比较交换)原语的无锁同步算法.该算法利用底层处理器提供的比较交换指令,实现了在多核多线程环境下对共享变量的非阻塞同步操作,通过采用全局标记值的方式,避免了传统设计中由于使用内存字标记导致的性能开销,同时确保数据在并发访问中的一致性.实验结果表明,本文算法可以高效地支持任意多字的CAS同步,提高了对共享数据的并发访问性能,具有较好的可扩展性.

摘要：PATRICIA算法是一种经典的信息检索算法,但是插入性能差、硬件实现困难.研究发现,PATRICIA算法在用于定长匹配时如果不保持NBT值的有序性,可以有效地降低硬件设计复杂度,提高插入性能.提出了一种易于硬件实现的定长匹配PATRICIA算法,证明了该算法是时间性能最优的二叉trie算法.针对状态检测技术中的状态表操作,设计了专用硬件结构实现该算法.理论和实验结果表明,该算法易于硬件实现,能够有效地对千兆网络环境的状态表进行操作.

摘要：本文通过引入环境结构因素,提出了一种适用于多层次复杂环境的自适应任务划分算法.自动读取场景模型并通过理解转换为连通邻接区域集,然后对区域进行快速粗粒度划分,有效提高划分性能;自然消除了被障碍隔离的相邻区域个体间的感知计算,大大减少了节点间通信量,使之更适合于大规模群体仿真应用.实验结果表明该算法的划分代价和执行性能均较优.文中设计了一种适合该划分算法的分布式仿真模型,基于该模型的分布式系统对室内多层楼宇或室外场景大规模群体仿真均具有较高仿真性能,相同规模群体的仿真性能与仿真节点数成线性关系表明系统具有良好的可扩展性.

摘要：以卫星宽带网络为应用背景,从卫星宽带网络的特点出发,设计并实现了一种新的TCP拥塞控制算法——TCPCA。针对卫星网络高误码率的特点,在接收端采用了Casablanca分类器区分链路丢包和拥塞丢包。为了克服由大时延带来的重传时间间隔过大的缺点,采用了批量重传来及时重传丢失的报文段;同时针对大时延致使网络恢复时间延长的缺点,在发送端采用智能窗口调整策略,避免由于链路错误而减小发送窗口导致的吞吐量下降。利用仿真软件NS2,通过和传统的TCP拥塞控制机制相比较,TCPCA算法能够提高吞吐量,并且保证了公平性和友好性。

摘要：在新一代高性能视频编码标准AVC和AVS中,为提高编码效率,运动估计采用了变尺寸块搜索、多参考帧、运动向量预测等新技术.这些技术成倍地增加了运动估计的计算复杂度.为满足运动估计高计算量需求,一个高效变尺寸块运动估计(VBSME)硬件结构被提出来.该结构采用两个时钟,慢速时钟用于I/O部件,快速时钟用于核心计算部件.并且采用细粒度级流水线实现方式,提高时钟频率和计算部件的流水线效率.针对图像尺寸为720×576的视频,在65×65搜索窗下,该结构最高每秒可以编码71幅图像.

摘要：为解决视频编码标准AVC/H.264中运动估计高计算复杂度问题,提出了一个高效运动估计硬件实现结构.该结构能够实现多尺寸块运动估计处理,并且具有高流水效率和高性价比的特点.结构灵活性强,通过改变PE单元和加法树的流水级数能够达到面积和计算能力的折中.实验表明,该结构在搜索窗为65×65时,针对图像尺寸为720×576的视频,每秒最高可以编码48幅图像.

摘要：降低耗电量已经成为当前最重要的设计问题之一.现代微处理器多采用片上Cache来弥合主存储器与中央处理器(CPU)之间的巨大速度差异,但Cache也成为处理器功耗的主要来源,设计低功耗的Cache存储体变得越来越重要.仅需要很少的几位就可以存储的超窄数据(VNV)在Cache的存储和访问中都占有很大的比例.据此,提出了一种基于超窄数据的低功耗Cache结构(VNVC).在VNVC中,数据存储体被分为低位存储体和高位存储体两部分.在标志位控制下,用来存放超窄数据的高存储单元将被关闭,以节省其动态和静态功耗.VNVC仅通过改进存储体来获得低功耗,不需要额外的辅助硬件,并且不影响原有Cache的性能,所以适合于各种Cache组织结构.采用12个Spec2000测试程序的仿真结果表明,4位宽度的超窄数据可以获得最大的节省率,平均可节省动态功耗29.85%、静态功耗29.94%.

摘要：通过面向空天应用的嵌入式多核平台的GB级大容量存储结构的设计,引入多通道存储控制器为多核处理器提供充足的前端总线带宽,采用SLC介质实现系统存储单元,大幅度提高任务吞吐率和并发调度效率.在高可靠性的设计中采用双存储通道、SLC闪存结合镜像方式实现存储容错支持.平台以FPGA模拟方式实现了单核至8核规模可配置的系统环境.根据传输率测试和典型音频视频创建过程评估,相对原型SD卡系统新平台读写速度平均提升364%,随机访问时间减少1个数量级.在采用动态故障树方式的可靠性分析中,系统多级存储100000h的系统失效率降至1.0036E-5,满足空天系统存储的可靠性和性能需求.

摘要：系统可用性和应用程序可移植性差是许多现有的并行图像处理计算结构难以获得实际应用的重要原因 基于Ritter提出的图像代数理论 ,研究、实现了一个并行图像处理环境 用户在并行计算结构上进行程序设计时 ,只需用图像处理环境提供的图像代数运算描述算法即可 ,处理环境能够根据用户算法的描述 ,依据一个时间开销模型 ,自动从并行实现函数库中提取出最优或近似最优的并行代码完成算法的运行

摘要：为了提升Web引擎的检索服务性能和扩展性,提出了一种索引划分方法,依据该方法改进了检索结构,避免了冗余查询,并加速了内部并行化查询过程。按照文档主题和相似URL对索引文档分类,而索引节点内则按照词项划分,实现了索引节点查询间和查询内的并行。根据索引分类的结构,改进了系统内部查询逻辑,设计了Aggregator(简称Agg)进程队列,实现了异步处理高并发查询。实验结果表明,优化的Web引擎结构总体上能够降低查询开销,提高系统吞吐量,相对于传统Web搜索模型,其查询速度和吞吐量分别提高了20%和25%。