摘要：为了更高效地实现多核片上系统(MPSoC)温敏布图设计和实时功耗温度管理,采用自下而上的建模方法,提出MPSoC结构级热分析方法.首先采用HotSpot热分析软件提取功能模块之间的相关热阻参数;然后基于这些参数,提出模块级方法BloTAM、核级方法CorTAM和考虑本核内模块相互影响的改良核级方法BiCorTAM 3种具有不同复杂度与精度的热分析方法,它们均具有简单、高效、与现有简化模型兼容、易于扩展、能够解决考虑温度对漏电流的影响等优点.实验结果表明,对MPSoC进行热分析时,相对于HotSpot热分析软件,BloTAM和BiCorTAM方法都可以在保证精度的前提下大幅度提高热分析的速度,其中局部热点的温度增量平均误差可以控制在3%以下,热分析的速度实现了50倍以上的分析加速;两者均可作为理想的结构级热分析方法.

摘要：为了降低实时更新和存储海量地形的形变数据对动态绘制速度的影响,提出一种基于整数小波变换与限制性四叉树相结合的GPU并行动态存储与绘制算法.首先设计面向CUDA并行且无损的基于块的整数小波变换算法和SPIHT压缩算法,提高地形压缩比以减小数据传输量,同时解决了海量地形动态数据存储的编解码的实时性问题,实现了局部动态地形数据的实时存储;然后将小波系数、限制性四叉树层次结构以及模板技术相结合,提出一种自适应三角化和绘制的并行处理算法.实验结果表明,对于海量地形数据,文中算法可以在实现后端及时保存局部形变数据的同时,前端可以保持较高的绘制帧率.

摘要：针对现有油井示功图传感系统不能适应低冲次油井、位移精度低等问题,设计了基于位置感知和位移复用的高精度示功图传感系统。通过对大量真实示功图数据进行分析,得出了在不改变油井冲程的情况下位移轨迹一致的结论,提出了利用位置感知和位移复用实现高精度示功图采集的方案,详细介绍了该传感系统的硬件组成和关键软件算法。通过对该传感系统在油田现场采集的真实数据进行分析,结果表明,该传感系统工作稳定可靠,能够适应的最低冲次达到0.2次/min,冲程及位移误差小于1%。与其他类型示功图传感系统相比具有明显的优势,完全满足油田生产对示功图采集系统适用范围和精度的要求。

摘要：Leap Motion系统可高精度实时检测并跟踪手掌、手指的位置和速度等信息,为大屏幕、远距离体交互提供有效途径。通过观察用户手势远距离操控现实环境中的物体,该文设计易于理解的体交互操作手势;借助对Leap Motion传感器工作区域的远近场划分,建立合理的物理空间和信息空间映射关系;针对利用深度相机的手部姿态解算问题,结合Leap Motion传感器的特点,提出一种结合手掌法向和指尖向量的空间姿态算法;结合大屏幕体交互的任务特点,设计了支持连续数据流的非接触式体交互原型系统;最后通过用户实验对原型系统进行评估。结果表明,和传统的2D体交互比较,该文算法的用户体验和表现更为自然、直观和高效。

摘要：受限于计算能力,在现有的电热分析研究中,无法考虑电压变化对电热分析的影响,从而降低了分析的精度.基于已有的研究成果,文中分析了芯片的功耗/电压/温度分布向量之间的相互关系,指出了在电热综合分析中考虑电压/温度变化的必要性,进而提出了一种迭代式的并行电热综合分析方法ETA_VT,该方法基于功耗与电压/温度之间的递归关系,进行迭代计算,最后将收敛后的功耗/电压/温度分布向量作为求解结果同时输出.基于多核CPU+众核GPU异构计算机系统所提供的并行计算资源,为了提高电热综合分析的运行效率,文中不仅设计了一个具有主辅双进程的ETA_VT算法流程,而且还分别采用CPU多线程并行计算、GPU并行计算、CPU+GPU协同并行计算技术对ETA_VT算法进行加速研究.实验数据表明:(1)考虑电压/温度变化的电热综合分析不仅可以获得较为精确的分析结果,而且可以同时计算出芯片的功耗/电压/温度分布;(2)采用并行计算技术、并合理分配计算资源,不仅可以解决电热综合分析中存在的功耗/电压/温度多参量相互影响的问题,而且还可以有效地提高电热综合分析的速度,获得多达44倍的加速效果.文中工作是将高性能计算引入电子设计自动化(EDA)算法研究的一次有益尝试,表明高性能计算技术不仅可以提高EDA算法的执行效率,而且可以促进芯片设计中存在的多参量相互影响综合分析问题的研究和解决.

摘要：随着IC工艺进入纳米工艺时代,集成度与工作频率的增加,伴随性能提高的是不断增加的芯片功耗.高功耗的直接后果是产生了高供电电流和高功耗密度,而过大的供电电流降低了供电网络的供电电压;过大的功耗密度升高了内核温度,反过来又会增加电路时延,降低芯片的性能.所以在芯片设计中,必须对芯片功耗、供电网络、3D热分析进行快速而精确的电热分析;同时,漏电流功耗随工作温度升高而明显增加所造成的电热耦合效应,以及纳米工艺所带来的较大工艺参数变化,都提高了电热分析的难度.文中给出了电热参量(功耗、供电电压和内核温度)分析的重要性与研究现状,展望了纳米工艺下日益显著的工艺参数变化对电热分析所带来的挑战.

摘要：近年来电子设计自动化(EDA)研究人员尝试利用图形处理器(graphic processing unit,GPU)提供的高性能计算能力对IC参数分析进行加速研究.为了利用GPU进行电源线/地线网络(power/ground network,P/G网)快速分析,设计了一种基于经典的连续过松弛(successive over-relaxation,SOR)算法的高效P/G网分析并行算法.基于GPU并行计算加速原理,此算法进行了如下改进:1)采用红-黑次序的松弛策略.将所有的节点分为红黑两类,红色节点的所有邻点只有黑色节点、黑色节点的所有邻点只有红色节点,红色节点与黑色节点交替松弛,保证了GPU并行计算中的数据一致性.对于具有N个节点的P/G网而言,一次红色节点或黑色节点松弛可以同时对N/2个节点进行松弛操作,即理论上可以同时启动N?2个并行线程.2)优化数据结构.实现了对数据空间的合并访问,以保证对GPU全局存储空间的最优访问.3)在共享存储器内通过并行归约对松弛标记进行快速统计,同时利用zero-copy技术进行松弛标记的快速拷贝,以快速决定是否继续松弛.大量的实验结果表明:与单线程的CPU程序相比,此算法的加速倍数随GPU所提供物理线程的数目增加而线性增加,可以获得最大242倍的加速效果,是目前EDA研究领域中加速效果最好的GPU算法.

摘要：颅骨面貌复原技术在法医刑侦领域具有重要应用,为了估计给定颅骨的未知面貌,提出点云配准与五官(鼻、眼睛、嘴)配准结合的颅骨面貌复原框架及基于软组织厚度的评价方法.首先构建颅面数据库并进行坐标校正;然后确定配准点集及其对应关系,采用ICP算法和薄板样条函数两次配准实现参考颅骨与待复原颅骨的精确配准,并将参考模型的软组织厚度作为待复原颅骨的软组织厚度实现面貌初步复原;最后提出一种五官配准方法以提高面貌复原的准确性.提出基于软组织厚度比较的评价方法来验证面貌复原结果的正确性.实验结果证明,文中方法可以有效地实现给定颅骨的面貌估计.

摘要：多核处理器已经成为现代处理器的主流体系结构,频繁图挖掘(frequent graph mining)是一个具有很多应用领域的研究热点问题,充分利用多核处理器的能力加速频繁图挖掘过程具有研究意义和实用价值.提出一种基于深度优先遍历的并行挖掘模式,使用任务池维护工作负载,提高数据的时间局部性并减少大量的内存使用;设计缓存敏感的点边数组,连续排列线程的记录数据,减少原始图的数据量,降低缓存缺失率;为了减少锁的竞争,使用灵活的任务获取方法寻找工作任务,采用内存管理队列降低频繁的内存分配释放开销.在模拟数据和真实数据上进行了详细的实验研究和性能分析,结果表明提出的技术能够有效减少内存占用并降低缓存缺失,在具有12个核心的机器上可以达到10倍的加速比.

摘要：三维模型外观瑕疵模拟一直是真实感绘制中的热点问题.为了增强自然环境下场景的真实感,提出一种模拟被雨流冲刷三维模型外观的方法.首先提出三维模型在自然环境中的暴露程度、三维模型表面法向与污染源方向对模型表面的污染程度的定义,并对污渍堆积进行模拟;然后针对三维模型表面高斯曲率与平均曲率确定凹凸区域;最终剔除凸区域的污渍并绘制凹区域的污渍,模拟雨流冲刷后的表面.将文中方法应用到多个三维模型进行实验并与其他方法进行比较的结果表明,该方法对于模拟被雨水冲刷三维模型的外观简单、可行,并且具有很强的真实感.