摘要：受"存储墙"和"功耗墙"影响,末级高速缓存污染会造成严重的性能损失和能耗开销.针对单纯基于硬件或软件的传统优化方法无法有效地识别局部性差的数据,且存在一定的优化空间的问题,提出一种软硬件协作的末级高速缓存设计方法.该方法在运行时刻剖视分析程序内不同数据区域的访存行为,并通过相应接口动态地调整每个数据区域的旁路和插入策略,可以在提高处理器访存性能的同时降低其能耗,提高系统的能效性.实验结果表明,与现有的LRU,DIP和DRRIP方法相比,采用文中方法后处理器平均能效性分别提升了17.42%,12.79%和8.15%.

摘要：为了方便软件与应用系统的开发与调试,提出一种可复用的微处理器片上调试方法.通过设计通用的调试指令集和增加调试模块,并扩展处理器内核功能,实现了断点设置与取消、内核运行的流水级精确控制、内核资源访问、任意程序段运行中特殊事件的统计等片上调试功能.该方法已在自主研发的SuperV_EF01DSP上实现.在CMOS 90nm工艺下的综合结果表明,新增的片上调试功能不影响SuperV_EF01DSP的关键路径时序,而芯片总面积仅增加了3.87%.

摘要：当前,嵌入式设备已经深入人们生活的各个方面,但基于国产内核的SOC嵌入式设备尚处于起步阶段。SEP6200是由东南大学国家专用集成电路工程研究中心采用北大UNICORE内核架构自主设计研发的高性能SOC芯片,我们提出并设计了以SEP6200及CS3700芯片为硬件基础,详细介绍了ALSA及ASOC软件架构,并以此为基础设计了LINUX系统音频驱动。通过在平台上移植MPLAYER播放器,以实现放音及录音测试,实验表明该驱动系统在SEP6200平台上运行稳定,达到了预期效果。

摘要：为了弥补从大数据技术到行业应用之间的鸿沟,针对当前行业用户对大数据处理平台的持续扩展、一体化和多样性需求,提出了大数据一体机的可扩展性、可定制性和多类型处理模型,并基于此设计了云海大数据一体机.该一体机采用兼顾横向和纵向可扩展的体系结构,并采用硬件可定制化设计和混合型软件架构支持多种大数据应用类型.在此基础上,针对HDFS元数据服务瓶颈问题、MapReduce负载倾斜问题、HBase的跨域问题,介绍了在云海大数据一体机中采用的多元数据服务、负载均衡和跨数据中心大表技术.在电信、金融和环保行业实际案例中的应用和测试表明,上述体系结构和关键技术是可行和有效的.

摘要：在各类高清视频解码过程中,分像素插值是计算最为密集的处理环节之一.针对已有分像素插值结构在兼顾性能与灵活性方面所存在的不足,提出一种适用于多标准视频解码处理的可重构分像素插值结构设计.通过分析不同标准的插值计算模式之间的共性与差异,提出一种新型可重构并串混合滤波结构,其中的数据传输通路、输入/输出数据模式以及滤波计算单元均可进行动态配置,能够支持包括VC-1,H.264/263,AVS和MPEG-1/2/4在内的多种视频标准.实验结果表明,该设计能够完成多标准实时HDTV 1080 p(1920x1088@30 fps)视频解码;同已有工作相比,该设计在同等硅片资源下能够支持更多高清视频编解码标准.该设计目前已实际应用在一款多媒体SoC芯片中.

摘要：针对现有编译器对DOACROSS循环采取保守处理而造成程序并行性巨大损失的问题,本文提出了一种面向规则DOACROSS循环的自动并行框架.首先基于依赖测试提出了同步距离求解算法以确定嵌套循环的并行层、迭代分组层,以及同步语句插入点;其次提出了明确的同步控制机制来实现不同线程间的通信;最后,本文设计了一种基于程序执行开销的流水粒度求解算法,以达到降低程序并行过程中的同步开销目的.本文将该方法在SW-VEC自动并行化系统中实现并加以验证,实验结果表明本文所提方法对FDR波前计算循环和NPB3.3.1中的LU课题有明显性能提升.

摘要：随着通用图形处理器(general-purpose graphics processing unit,GPGPU)的广泛应用,GPGPU成为当前实现计算并行化的主要硬件平台之一。开放计算语言(open computing language,OpenCL)是一个开放的、面向异构系统平台的并行计算标准,支持在包括图形处理器(graphics processing unit,GPU)在内的多种微处理器架构上开发和运行并行程序。针对OpenCL平台开发了一套较完整的GPGPU微基准测试程序集,全面测试了GPU的单精浮点运算能力、GPU体系结构中各类存储单元的读写带宽及最佳访问模式等。这些面向OpenCL的GPGPU微基准测试程序,对OpenCL及GPGPU软件架构的设计者及使用者,均具有重要的实用和参考价值。

摘要：内核级攻击对操作系统的完整性和安全性造成严重威胁.当前,内核完整性度量方法在度量对象选取上存在片面性,且大部分方法采用周期性度量,无法避免TOC-TOU攻击.此外,基于硬件的内核完整性度量方法因添加额外的硬件使得系统成本较高;基于Hypervisor的内核完整性度量方法,应用复杂的VMM带来的系统性能损失较大.针对现有方法存在的不足,提出了基于内存取证的内核完整性度量方法 KIMBMF.该方法采用内存取证分析技术提取静态和动态度量对象,提出时间随机化算法弱化TOC-TOU攻击,并采用Hash运算和加密运算相结合的算法提高度量过程的安全性.在此基础上,设计实现了基于内存取证的内核完整性度量原型系统,并通过实验评测了KIMBMF的有效性和性能.实验结果表明:KIMBMF能够有效度量内核的完整性,及时发现对内核完整性的攻击和破坏,且度量的性能开销小.

摘要：申威1600是国内首款16核高性能通用处理器,具有高性能、低功耗等特点.本文首先介绍了申威1600处理器的研制背景,然后详细描述了申威1600在结构设计、性能提高以及降低功耗各方面的设计思路,给出了物理实现结果和性能与功耗测试数据,并介绍了申威1600在高性能计算机上的应用情况,最后提出未来发展的思路.

摘要：针对超深亚微米工艺出现的新特点,基于对称"H树"型全局时钟网络加区域化的"Mesh"时钟网格的混合时钟结构,实现了不同于传统全局Mesh结构的树形驱动本地网格层次化时钟分布网络.实验表明,该网络具有极低的偏斜和高工艺偏差容忍度,其总的时钟偏斜可控制在10 ps以内,其时钟偏斜随工艺变化值与设计值的偏差在10%的数量级上,极有利于高性能微处理器处理核心的时序设计.