摘要：针对在高层次综合(HLS)过程中性能提升、功耗降低困难等问题,提出了一种面向高层次综合的自定义指令自动识别方法。在高层次综合过程之前实现对自定义指令的枚举和选择,从而为高层次综合提供通用的自定义指令识别方法。首先,将高层次源代码转换为控制数据流图(CDFG),实现了对源代码的预处理;其次,基于控制数据流图内的数据流图(DFG),采用子图枚举算法以自底而上的方式枚举出所有连通凸子图,有效提高了用户可灵活修改约束条件的能力;然后,分别从面积、性能和代码量三个角度考虑,利用子图选择算法选择部分最佳子图作为最终的自定义指令;最后,用所选的自定义指令重新生成新代码作为高层次综合工具的输入。与传统高层次综合相比,采用基于出现频率的模式选择可平均减少19.1%的面积,采用基于关键路径的子图选择可平均减少22.3%的时延。此外,与TD算法相比,所提算法的枚举效率平均提升70.8%。实验结果表明,自定义指令自动识别方法使高层次综合在电路设计中能够显著地提升性能,减少面积和代码量。

摘要：介绍了CORDIC算法的基本原理,并且对CORDIC内核、前处理和后处理单元进行了讨论。通过增加迭代次数,对参数进行了优化筛选,提高了运算精度,使设计出的超越函数能够在精度要求较高的场合中运行。输出数据经过IEEE-754标准化处理,能够直接兼容大多数处理器,扩展了其应用范围。最后通过增加自定义指令的方式完成了部分超越函数的软硬件测试及其对比。

摘要：Altera公司的NiosII软核处理器以其低成本、设计灵活等特点,在嵌入式DSP应用领域得到广泛的应用。采用NiosII处理器的定制指令,可以把用户自定义的功能直接添加到NiosIICPU的算术逻辑单元中,加快专项任务的执行,方便地进行高速DSP。

摘要：在焊缝自动跟踪系统中,为了有效可靠地对焊缝进行跟踪,必须对焊缝图像进行滤波预处理,从而提高图像信号的信噪比。本课题采用了一种利用硬件实现的中值滤波算法,利用软核的设计方法,采用NiosⅡ处理器的定制指令,把强实时软件算法或费时的软件计算作为定制指令,加入到NiosⅡ处理器中进行指令集中,并且在QuartusⅡ的集成开发环境下编写HDL代码,进行综合;利用QuartusⅡ内部的仿真器对设计做脉冲响应仿真和验证。结论是满足了实时图像预处理时对速度的高要求。本课题的创新点在于NiosⅡ应用于焊缝位置提取设计。

摘要：本文设计了一种基于ALTERA的FPGA 的自定义四点灰度卷积指令,使用NIOS Ⅱ软核添自定义指令,使用VHDL 硬件描述语言设计四像素点卷积的硬件,并挂载到ALU 上,通过硬件方法处理四个灰度像素点和对应卷积核的卷积运算,实现SOPC 对图像处理的卷积部分的加速。并在软件中配合该指令进行C 语言程序的调用。该模块可以灵活的运用到其他NIOS Ⅱ的系统上。使用时间戳记录时间,测试该软硬件结合的自定义指令处理方法针对不同大小的卷积核,相较于C 语言软件处理卷积运算可以节省70%以上的运行时间。

摘要：提出了一种超椭圆曲线密码处理器并行结构设计.处理器由多个具有相同结构的核组成,每个核由一个控制器、一个寄存器文件、一个运算单元组成.多个独立的核之间通过寄存器共享进行通信来协作完成复杂运算.每个运算单元执行自定义多操作数指令A(B+C)+D,并在指令产生过程和执行时对指令进行灵活配置.该设计可以实现核之间的指令级并行处理和不同指令执行阶段的流水线处理.在FPGA上的实验结果表明,与以往研究相比,该设计可以实现对超椭圆曲线密码点乘运算更高的加速.

摘要：为了进一步提高网络处理器的可编程能力,可采用软核设计网络处理器,如在A ltera FPGA中嵌入多个N iosⅡ软核实现网络处理器。首先介绍了N iosⅡ的结构特点和自定义指令,而后给出了基于N iosⅡ软核处理器的网络处理器转发软件结构,并以IPv4报文转发应用为例阐述了网络处理器转发软件的实现方法。

摘要：RISC-V是基于精简指令集原理建立的免费开放指令集架构,具有完全开源、架构简单、易于移植、模块化设计等特点.随着网络高速发展,安全风险无处不在,利用RISC-V的可扩展特性是一种非常有效地提升RISC-V设备安全的方式.因此,本文针对RISC-V自定义指令的安全能力,结合可信计算、流密码技术,设计了简单高效的RISC-V自定义指令,实现基于可信基的数据安全存储功能,并依托GNU编译工具链实现对自定义指令的编译支持,在模拟器上测试应用程序对自定义指令的调用执行.该指令充分结合可信计算与流密码的安全特性,可实现较强的安全性.

摘要：采用SOPC技术,对多核驾驶疲劳检测系统进行了研究与设计。为了实现系统设计的单片化,把NiosⅡ软核处理器、摄像头采集控制器IP核、部分图像处理算法模块等系统部件都集成到一块FPGA上。为了提高系统处理速度,系统采用双NiosⅡ软核处理器设计,同时利用NiosⅡ处理器自定制指令与C2H加速编译工具对系统中关键部分进行硬件加速,使系统具有实时性检测功能。

摘要：为有效降低X86源指令集体系结构标志位的模拟开销,针对软件X86系统仿真中的动态二进制翻译过程,提出了以寄存器直接映射技术为基础的、由自定义指令控制模拟标志寄存器读写的软硬协同标志位处理优化方法。该方法能够有效降低翻译后目标代码膨胀率,提高翻译后目标代码执行效率。测试结果表明,该协同设计能够正确完成带标志位操作的X86指令翻译、模拟标志寄存器的读取与修改,在Linux-0.2操作系统启动过程测试集下,翻译后目标代码膨胀率相对优化前降低了29.6%。