摘要：针对芯片硅后调试面临内部信号可观测性差、可控制性弱、内部状态不易恢复重建等问题,本文设计和实现了一款基于现场可编程门阵列(FPGA)的快速扫描调试器XDebugger。该调试器复用传统可测试设计(DFT)扫描链路逻辑,在芯片的设计阶段插入基于功能模块前导码的扫描控制电路,实现了芯片内部各数字逻辑模块信号100%可见;通过基于FPGA的扫描调试器X-Debugger可以快速完成芯片内部寄存器状态获取和修改,并结合硬件加速器可以完成芯片内部逻辑状态的快速重建,从而形成硅后调试闭环。在某处理器芯片硅后调试实践中的结果表明,对于小于100万触发器的功能模块可以在1 s内完成内部状态获取、修改和重建,全芯片通过X-Debugger内部信号获取和重建小于1 min,极大提高了该处理器芯片的硅后调试效率。

摘要：编译器作为重要的基础软件,是连接上层应用与底层系统的桥梁,在整个计算机系统软件栈中具有举足轻重的作用.编译技术与编译器设计,一方面作为国家亟待增强和突破的研究领域,迫切需要开展独立自主的科研与创新,另一方面一系列崭新领域的应用需求(如人工智能、异构计算、云计算等)也不断催生新的编译技术创新与突破.因此,编译技术与编译器设计一直是国内外学者的关注点和研究热点.本专题聚焦编译优化、编译器设计、以及编译器可信与安全等基础性问题,重点关注在相关研究领域具有创新性、突破性的高水平研究成果,探讨编译基础理论、关键技术以及编译器研发过程中关于系统设计原理、架构、经验等方面的实质性进展,及其在我国基础软件产业中的应用前景.

摘要：针对现有水下航行体的导航存在时延大和无法同时满足跟踪测速一体化问题,提出了一种基于单程声径的水下定位测速方法。相比传统长基线的双程声径定位测距,该方法基于高精度原子钟的同步系统,实现单程声径的目标测距测速。该水下定位测速一体化系统是基于具有快速并行计算能力的FPGA实现,解算结果可在微秒内完成,时延有效降低。针对目标跟踪测速一体化问题,水下航行体在系统同步时刻周期性发射线性调频信号,水下信标接收基阵设计基于短时傅里叶变换/逆变换算法对信号进行时频域转换分析,能够准确地提取信号的到达时刻和多普勒频偏。水下信标基阵进而可在系统同步周期内解算每个接收信标单元相对于水下航行体的径向速度和径向距离,实现目标的跟踪测速。仿真实验表明,该方法的跟踪相对误差控制在0.2%,测速相对误差控制在0.8 m/s。湖试试验结果表明,该方法跟踪相对误差控制在5%,测速相对误差控制在0.3 m/s。

摘要：随着工业领域数字化和智能化的发展,企业正面临着提高生产效率、降低生产成本、优化生产过程以及实现实时监控等挑战。数字孪生技术作为一种有效的解决方案,受到了广泛关注。然而,工业建设数字孪生过程中存在数据获取与整合、模型构建与更新以及实时性与精度等难点。为解决这些问题,提出了一种基于数字孪生的知识图谱概念-实例-模块结构设计方法。数字孪生知识图谱模型采用概念-实例-模块三层架构,概念层通过知识图谱建立全面有机的知识网络;实例层进行数字化建模,实现理论参数的真实再现;知识模块层则将前两层知识进行融合,形成功能模块,以实现全面监测和控制。这一模型能够对工业加工知识进行更为准确、细致的建模和分析,帮助企业实现数字化建模、精确仿真模拟、预测分析、异常检测等高级应用功能。

摘要：RISC-V是一个新兴开放的精简指令集架构,采用模块化设计,具有精简、可靠且支持多平台的优点.RISC-V指令集架构的推广需要其软件生态的支撑,但目前RISC-V的软件生态还不够丰富,亟需建设,软件生态建设过程中需要将其他架构的软件向RISC-V架构迁移适配,现有的ARM到RISC-V汇编迁移辅助工具还不够成熟,存在寄存器使用错误、程序分支控制错误等诸多问题.因此,本文设计和实现了一个64位ARM到RISC-V的汇编翻译工具,通过设计指令映射字典将指令映射关系与工具的其他模块松耦合,实现了工具的高拓展性;根据两种架构的应用二进制接口差异设计了寄存器映射字典,充分利用了RISC-V的寄存器与内存资源.与现有工具相比,本工具更易拓展,并且支持更多指令类型.

摘要：目的针对层次级联技术(HCT)在全指型声表面波(SAW)器件仿真中耗时较长的问题,以及使用无限元域(ILDB)边界条件时仿真容易出现数值不稳定从而带来误差的问题,需要采用有效的数值处理方法使仿真结果高效、准确。方法通过对基本单元的有限元矩阵进行平衡预处理,使用单精度数值加快仿真;在消去内部自由度时,使用稳定度更高的LU分解,可以保证使用无限元域边界条件进行单精度仿真时结果的准确性。结果对不同SAW器件进行了仿真测试对比验证,文中提出的优化后单精度HCT方法在降低了矩阵求逆导致的误差的同时,与传统的全指型级联方法相比,其仿真时间缩短了50%,且所提方法适用于ILDB边界条件。结论文中提出的方法对快速精确设计声表面波传感器具有重要意义。

摘要：当前大国间网络空间控制权争夺日益激烈,密码作为保护网络空间安全的核心技术,正成为各方博弈的焦点和控制权争夺的胜负手.随着网络和密码攻击技术的发展,仅依赖密码设计安全和工程安全等静态安全已无法满足日益紧迫的密码应用安全需求,亟需对密码运行时的安全开展系统性研究.本文基于密码设计安全与工程安全的基本原理,以重要网络与信息系统密码保障为中心,以密码应用在网络与信息系统中面对的威胁锋面为焦点,提出密码运行安全概念,分析其内涵与演进特征,构建密码运行安全需求模型、保障体系和工程系统等架构.基于此,梳理归纳密码运行安全相关关键技术,形成密码运行安全技术体系.最后,总结分析密码运行安全面临的机遇和挑战,展望需要持续深入研究的重大问题.希望借此推动密码安全领域的科学研究与现代化治理进程.

摘要：本文研究了错峰上下班对城市通勤时间的影响,通过设计拟合通勤路程分布和行驶速度函数,建立了平均通勤时间的统计测算模型,并采用逆向求解算法得出不同错峰间隔下的平均通勤时间的解析表达式。最终构建了基于交通资源可承受流量的错峰间隔优化选择模型,实现了针对北京市的测算和分析。本文提出的思路、模型、方法和结论具有通用性,可为缓解城市交通拥堵提供有效方法。

摘要：为提升类GPU加速器上Transformer的性能,结合单精度矩阵乘法的优化经验,对作为Transformer计算核心的半精度矩阵乘法HGEMM的性能优化进行探索。使用汇编语言实现HGEMM核函数,通过瓶颈分析和指令流测试抓取小规模矩阵上HGEMM计算访存比小、处于带宽限制下的特点;通过提升类GPU占用率和优化带宽利用率,实现优化算法的HGEMM函数设计,取得较普通算法1.1-1.3倍加速比。实验结果表明,依据半精度数据格式特点,使用优化算法提升占用率和优化指令排布,能够提升HGEMM函数的计算访存比,实现小规模矩阵HGEMM函数的性能提升。

摘要：天气研究与预报模式(WRF)是一种应用广泛的中尺度数值天气预报系统,在大气研究和业务预报领域发挥着重要作用。Stencil计算是科学工程应用中一类常见的嵌套循环计算模式,WRF中对大气动力学和热力学方程的数值求解引出了大量空间网格上的复杂Stencil计算,存在多维度、多变量、物理模型边界特殊性、物理和动力学过程的复杂性等模型特征。文中深入剖析了WRF中典型的Stencil计算模式,识别抽象出典型Stencil循环中存在的“中间变量”概念,围绕其设计实现了3种优化方案,即中间变量计算合并、中间变量降维存储以及中间变量提取,有效提高了数据局部性,改善了数据重用率和空间复用率,降低了冗余计算和访存开销。结果表明,经优化方案重构的WRF 4.2典型Stencil热点函数在Intel CPU和Hygon CPU上均可获得良好的性能加速,最高加速比达21.3%和17.8%。