摘要：近年来,随着集成电路技术的发展处理器与存储器之间的速度差异越来越大,存储器愈发成为制约计算系统性能的瓶颈。对于嵌入式、低功耗领域的DSP而言,其架构和应用场景与通用CPU不同,CPU的访存设计难以满足DSP的访存需求。针对超长指令字DSP在访存实时性、顺序与固定延迟、高效数据一致性方面的需求,设计了一种适用于DSP的标量访存单元,可配置的设计能够满足DSP的访存实时性;基于ID的顺序机制保证超长指令字架构对Load指令返回数据的顺序与固定延迟要求,存储开销为87.5 B;硬件查找“首1”加速了数据一致性所需的写回操作。当Cache中25%,50%和75%的行需要写回时,优化后的一致性写回开销为逐行扫描方法的26.4%,51.3%和76.2%,只与有效脏行数量成正比,与Cache容量无关。

摘要：由于导电沟道-源/漏电极界面处可能发生的载流子带间隧穿,传统类金属氧化物半导体(MOS)碳纳米管场效应管呈现双极性传输特性,极大影响了器件性能的提高及其在电路中的应用.为获得具有理想单极性传输特性的类MOS碳纳米管场效应管,本文提出了一种基于双栅材料的器件设计方法.模拟结果表明,通过合理选取调节电极材料,在不影响器件亚阈值斜率的同时,该设计方法不仅能使开关电流比增大6—9个数量级,有效调节阈值范围,而且能有效消除传统类MOS碳纳米管场效应管的双极性传输特性.进一步研究表明,该设计所获得的器件性能提高与调节电极材料的选取密切相关,同时量子电容对其亚阈值斜率、传输极性也有一定影响.

摘要：IEEE754标准规定了浮点非规格化数的处理,但这种数据类型计算非常复杂以至于很多设计采用软件而不是硬件的方式来处理非规格化数.软件方法会增加数据处理时间,在流处理器中,为了提高数据处理效率没有设置中断/自陷机制,不能采用软件方法来处理非规格化数据,为此,提出一种硬件识别和处理非规格化数的方法,在融合乘加部件架构基础上只增加少量额外的硬件代价,就可以对浮点非规格化数进行处理,这种方法大大提高了非规格化数据的处理速度.

摘要：存储海(Sea of Memory)是一种解决存储墙问题的有效技术.将大量的内存和处理器以一定的拓扑结构连接起来,节点间进行异步通信,从而使系统在内存容量、峰值运算速度以及内存带宽等方面都有显著提高,其关键技术为电容耦合邻近通信(Proximity Communication).该技术无需现在常用的PCB板、导线、针脚等接口,利用电容耦合的方式,使相互邻近的芯片直接进行通信,具有高速、高带宽、低功耗等优点.研究了存储海及其关键技术--邻近通信,并设计实现了一款邻近通信接口,其版图模拟最高工作频率可达2GHz,平均功耗仅为4.26mW.

摘要：本文论述了容错盘阵列系统ＦＤＡＳ设计和实现中涉及的若干技术问题，重点是系统总体设计、容错技术及实现、并行控制及数据传输技术。

摘要：容错盘阵列通过采用多盘并发操作和冗余技术，可显著改善Ｉ／Ｏ系统的数据传输率和可靠性。在本文中，我们描述了一个高性能ＲＡＩＤ系统的设计与实现。该ＲＡＩＤ系统基于标准接口（ＥＩＳＡ，总线和ＳＣＳＩ总线）和高效纠错码（Ｒｅｅｄ－Ｓｏｌｏｍｏｎ码），具有高性能、高可靠性和通用性强的特点。本文重点是所设计的ＲＡＩＤ控制器的逻辑结构、设计方法、以及ＲＡＩＤ系统的软件构成、性能评价。最后我们提出了进一步改进设计的努力方向。

摘要：随着片上系统(SoC)技术的发展,芯片内各个模块交流频繁。异步系统因功耗低、速度提升潜力大和抗干扰能力强而备受青睐,但是异步电路设计复杂,数据的跨时钟域传输是亟需解决的问题。国际上目前最流行的方式是FIFO,但随着SoC复杂度的提升,一个系统上集成上百个模块,利用FIFO将会占用大量的资源,产生很大的功耗。通过分析异步传输的特点,提出一种使用指示信号来实现跨时钟域数据传输的方法,该方法与FIFO相比,在性能不减的情况下大大降低了功耗及其复杂度。利用Verilog对两个模块(CPU和FPGA)的跨时钟域数据传输进行设计仿真,通过Xilinx公司的Vivado硬件验证了其可行性。最后通过与FIFO方式的设计进行对比,说明该方法比FIFO具有更好的应用价值。

摘要：本研究小组提出的基于异质栅类MOS碳纳米场效应管器件设计结构不仅能增大开关电流比、调节阈值电压、降低器件功耗,而且还能有效消除传统类MOS碳纳米场效应管的双极性传输特性。但是,作为典型的低维系统,该新型器件设计不可避免地受到量子电容的影响。本文在分析其工作原理的基础上首次研究了量子电容对其传输特性的影响。研究结果表明,量子电容不仅能增大该新型器件的关断电流、减小开关电流比,而且还能破坏其单极性传输特性,给其在电路中的应用带来负面影响。本文最后给出了几点减少量子电容影响的建议。

摘要：超级计算机是一个国家科技发展水平和综合国力的重要标志。TOP500组织以浮点运算性能实际测试值HPL为排序依据,每年2次发布全球超级计算机TOP500榜单,该榜单一直被美国所占据,但近些年来中国的"天河二号"和"神威·太湖之光"也多次位居TOP500榜首。这是因为中国的超级计算机突破了一系列关键核心技术,如"天河二号"自主设计实现了创新性的异构多态体系结构、先进的微异构计算阵列、光电混合的自主定制高速互连网络和层次式加速存储架构等。超级计算机在地球环境和宇宙环境模拟、平安城市建设、生物医学模拟分析、中微子探测等高科技和尖端技术领域都有应用,未来也在朝着更高性能、更快互联、更高可靠性、更高效的编程环境以及更高能效的方向发展。

摘要：单电子晶体管以其超小的器件尺寸和极低的功耗,被认为是最有希望代替MOS器件的技术。国内外研究人员已经提出了多种基于单电子晶体管的逻辑结构。本文在分析单电子晶体管体电压效应的基础上,首次提出了基于体电压控制的可重构单电子晶体管逻辑门(RSETLG)。SPICE的模拟结果表明,RSETLG能够以其简单的结构实现多种逻辑功能,具有很高的应用价值。