摘要：粒子输运模拟是高性能计算机的主要应用,对于其日益增长的计算规模需求,通用微处理器由于其单核结构复杂,无法适应程序特征,难以获得较高的性能功耗比。因此,对求解粒子输运非确定性数值模拟的程序特征进行提取与分析;基于算法特征,对开源微处理器内核架构进行定制设计,包括加速器流水线结构、分支预测部件、多级Cache层次与主存设计,构建一种符合粒子输运程序特征的专用加速器体系结构。在业界通用体系结构模拟器上运行粒子输运程序的模拟结果表明,与ARM Cortex-A15相比,所提出的专用加速器体系结构在同等功耗下可获得4.6倍的性能提升,在同等面积下可获得3.2倍的性能提升。

摘要：粒子输运非确定性模拟是高性能计算机的主要应用之一,在国民经济建设和国家安全领域具有重要作用。当前核数值模拟、核反应堆设计与航空航天等实际应用对高精度粒子输运非确定性模拟存在迫切需求,其加速方法逐步成为高性能计算领域的研究热点。针对近年来涌现的众多研究成果,首先介绍了粒子输运非确定性模拟的基本原理;其次给出粒子输运模拟程序的基本流程和伪代码;再次对软件加速方法以及基于硬件加速技术的最新研究成果进行了概述;最后基于体系结构模拟器提取的程序特征,讨论了粒子输运模拟所面临的主要挑战,并结合相关研究工作对今后的研究方向进行了展望。

摘要：高精度的浮点乘加融合(FMA)部件一直是高性能微处理器设计追求的目标。提出了一种128位精度全流水FMA体系结构,采用10级平衡流水线,重点对超宽位的乘法器、加法器、前导零预测和规格化进行了流水优化。设计综合的结果表明,基于SMIC0.13μm工艺,该结构频率可以达到465MHz,比现有128位FMA性能提高了130%;在TSMC65nm工艺下,该结构的频率可达到1.075GHz,基本满足高性能计算的要求。

摘要：当前在大规模并行计算机中,多数并行程序的用户习惯于使用虚拟地址进行编程.因此,虚拟地址与物理地址之间的转换效率直接影响了并行程序的执行性能,而cache能够有效地提高虚实地址转换的效率并降低延迟.提出了一种在大规模并行计算机互连网络中的地址转换cache.它采用了嵌入式DRAM(embedded dynamic random access memory,eDRAM)存储器,容纳更多的地址转换表项,从而提高命中率.并设计一种eDRAM刷新机制,隐藏了刷新操作,避免刷新导致的性能损失.ATC(address translation cache)中实现了诸如纠错码与旁路机制等多种可靠性设计.在32个计算结点上运行业界公认的NPB测试程序,结果显示32个结点中ATC的平均命中率达到了95.3%,表明ATC设计的正确性与高性能.并且通过与3种传统SRAM(static random access memory)实现的cache进行对比实验,说明了cache容量是提高命中率的关键因素.

摘要：提出了一种新的基于Wallace树的分散式DCT/IDCT体系结构。它不依赖于ROM和乘法器,用面积开销低的加法器、移位器和4-2压缩器,实现了乘法密集的DCT/IDCT算法。该体系结构在SMIC 0.18μm工艺上进行了设计和综合,可以达到100Mpixels/s的吞吐率,只消耗了36 141个晶体管和1024bits转换存储器,时序—面积性能较已有的体系结构有了显著的改善。

摘要：随着VLSI(Very Large Scale Integrated)芯片设计的规模越来越大,功能越来越复杂,在FPGA(Field Programmable Gate Array)上实现或进行原型验证时,往往会出现布线拥塞或无法布通的情况.而不可满足子式能够迅速诊断FPGA无法布通的原因,并且精确定位关键线网.针对如何加速FPGA详细布线过程,提出了一种基于消解否证的启发式局部搜索算法,能够快速从布尔公式中提取不可满足子式.基于典型的FPGA布线测试集,与两种求解最小不可满足子式效率最高的算法进行了比较,结果表明局部搜索算法在运行效率方面显著优于分支限界算法与贪心遗传算法,而局部搜索算法也能得到最小不可满足子式;并且深入分析了不可满足子式在FPGA详细布线中的作用,能够加速芯片的设计与验证过程.

摘要：随着VLSI芯片复杂度不断增加,功能验证与调试已占到整个芯片设计周期的60%以上。而错误的定位往往消耗大量的时间与精力,因此迫切需要一种高效的方法诊断与定位电路中的错误。针对近年来出现的许多电路错误定位方法,介绍了电路错误诊断方法的分类与工作流程,深入分析了基于SAT的错误定位方法的基本原理;对各种算法进行了概述评论,并简要介绍了在不可满足子式求解方面所做的一些研究工作,而不可满足子式能够显著提高错误定位效率与精度;讨论了电路错误定位技术所面临的主要挑战,并对今后的研究方向进行了展望。

摘要：针对高性能微处理器封装中DDR3的信号完整性和电源完整性问题,提出了仿真驱动的封装设计方法:在设计之初通过前仿真制定准确的设计规则和目标,在设计过程中通过仿真指导设计优化,在设计完成后用后仿真验证设计结果。应用该方法设计了FT1500芯片封装,实测结果表明,该芯片的DDR3接口可以稳定工作在1 400Mbps。

摘要：求解布尔不可满足子式在超大规模集成电路设计与验证领域都具有非常重要的理论与应用价值,帮助EDA工具迅速定位错误与不一致。针对求解不可满足子式的非完全方法,提出了消解悖论与悖论解析树的概念,在此基础上提出一种启发式局部搜索算法。该算法根据公式的消解规则,采用局部搜索过程直接构造证明不可满足性的悖论解析树,而后递归搜索得到不可满足子式;算法中融合了布尔推理技术、动态剪枝方法及蕴含消除方法以提高搜索效率。基于随机测试集进行了实验对比,结果表明提出的算法优于同类算法。

摘要：复调音乐是巴洛克音乐中最为重要的一种音乐形式。根据复调音乐的性质与特点,特总结了一套分先后五个不同步骤的复调音乐训练法。