摘要：插值滤波器的设计是全数字接收机中码元同步算法的关键技术.本文主要探求一种适合于VLSI实现的插值滤波器结构,在拉格朗日立方插值滤波器的Farrow结构基础上,融入了流水线技术和并行处理技术以提高滤波器运算速率.对改进后的结构与原结构进行复杂度对比、运算速率对比和功耗对比,并在FPGA上实现.仿真与实现结果表明,该结构有着更快的运行速度、更低的功耗.

摘要：为了缓解随处理器核数增多而被激化的"存储墙"问题,提出了局部高速交叉互连、全局片上网络互连的两级混合互连网络结构,设计了支持统一编址方式的数据传送机制.在现场可编程门阵列上实现了2种规模的存储结构,对面积、时序和功耗进行统计.基于System C开发了混合仿真平台,仿真结果表明,所提结构具有较高的存储访问带宽和较低的局部数据访问延迟.

摘要：针对粒子群优化算法(PSO)应用于矢量量化时,最优粒子对与其对应维度距离较大的粒子缺乏有效指导问题,提出适用于矢量量化的改进粒子群优化算法(IPSO_VQ).该算法通过建立粒子与榜样粒子的维度映射关系,以基于映射关系的维度学习代替对应维度学习关系,使粒子相关维度间的学习有一定相关性,增强算法局部搜索能力.同时,借鉴广泛学习粒子群优化(CLPSO)算法中的广泛学习思想,并将其应用于基本 PSO 中的全局最优位置学习部分,通过对多个粒子的广泛学习,增加种群的多样性.实验结果表明该算法有效避免种群早熟收敛,从而使解码恢复图像获得更高的主客观质量.

摘要：为了探索图形处理器的自主开发,设计了一款基于经典流水线结构、支持OpenGL核心函数的图形加速器,并对其中几何变换、投影变换和视窗变换的关键操作——矩阵运算、图元装配以及光栅化等单元进行了优化设计以提高效率,支持Gouraud着色、光照、全屏抗锯齿、纹理贴图等效果.为保证电路功能的正确性,构建了基于C/C++的软件仿真平台和基于SystemVerilog的硬件仿真平台,并采用Altera公司的EP2C70F896C6搭建原型系统,电路规模约占FPGA总资源的83%,工作频率可达100MHz.经过大量实例测试,图形加速器具备基本的图形渲染能力.

摘要：由于在计算机视觉算法中涉及大量超越函数的运算,为了加快算法在视觉阵列处理器上的运行速度,满足视觉应用的实时性需求,提出了一种调整截距分段线性逼近算法,并基于此设计了一种定点运算系统和对数运算系统混合的超越函数硬件流水线结构.新算法实现了正余弦函数的近似计算,并通过对数/指数计算转换、采用对数运算系统实现了反正切、开平方根、指数运算、对数运算等超越函数的计算.通过数百个随机数据的仿真验证,表明该结构可有效地降低计算误差,提高吞吐率.基于SMIC 0.13μm CMOS集成电路工艺对混合计算系统进行了综合,电路工作频率达200MHz.

摘要：基于数据流模型和硬件可重构技术,提出了一种面向图像处理应用的可重构的多模式众核处理器结构.处理器采用了可扩展的层次化阵列结构,分布式共享存储和带硬件握手的近邻互连,可以分区并发实现多种并行模式,并克服了传统处理器实现数据流计算的低效性;基于VC++开发了集成仿真平台,用于对结构性能和指令性能的仿真验证,并在现场可编程门阵列上实现了包含64个处理单元的所提结构.仿真结果表明,所提结构实现了超过图形处理单元的性能以及接近专用集成电路的数据吞吐量.

摘要：针对硬件设计和图形编程,提出了一种新的三维图形渲染计算阶段的能耗估计模型.针对三维渲染管线中顶点着色器和像素着色器的能耗问题,对影响渲染质量的顶点着色和像素着色的负载进行了分析,得出了像素数与顶点数的比值模型;同时,对顶点着色阶段和像素着色阶段的能耗进行了建模.用所建立的模型对基准测试程序进行了能耗估计,使用Synopsys VCS(Verilog Compiled Simulator)仿真器和Power Compiler来执行仿真,得到不同测试程序的实际能耗.验证结果表明,该模型预测误差的几何平均值小于3%,达到了较高的估计精度,可用于指导图形硬件和软件的功耗分析和管理.

摘要：鉴于图形处理器的应用日趋广泛,多核SoC的研究日益迫切,设计了一款多核交互式图形处理器MIGPU-9及其完整的软件系统.为了兼顾编程灵活性和计算高效性,设计了具有专用指令的前端处理器FEP、支持定点/浮点运算与函数求值器的顶点染色处理器VSP、双模式的剪裁投影处理器PCPTC,以及数个像素染色处理器PSP等共计9个微处理器核;MIGPU-9将这9个具有不同功能和不同结构的微处理器核以及各种专用加速电路以双轨握手的流水线形式集成到一块XC6VLX550T FPGA上,实现了图形处理任务在不同处理器核及专用电路上的并行计算.测试结果表明,MIGPU-9支持OpenGL2.0和DirectDraw,像素填充率最高可达40 M/s,电路规模超过527万门.

摘要：提出了一种基于硅材料的、工作在12 GHz频率的用于接收卫星数字图像广播的单片射频前端系统,该系统含有低噪声放大器、混频器和第二级放大器,所有的电路都集成在硅材料工艺中,可以用于频率在12GHz的卫星通信频段信号的接收。

摘要：当带宽达到20 GHz以上时(波长从15 mm到无穷小),高速高密度电子系统的内部电路电磁环境变得十分复杂,越来越难以建模和分析预测,进一步当带宽达到40 GHz以上时,电路电磁环境问题将变得更加尖锐.为在设计阶段能够对电磁作用过程、作用效应进行预测评估及控制,需要精确的建模方法和针对大尺度问题的快速计算技术,尤其是超大带宽超高速混合电路和集成电路.本文提出了基于混合电路环境电磁计算基础理论的跨尺度处理技术,通过惠更斯等效原理和电磁奇异性几何结构的电磁收敛降速机理的利用,解决了多维交叉多尺度电路电磁环境场路融合的高效率高精度建模技术挑战;利用惠更斯等效原理和基尔霍夫积分方程,在区域边界面上定义了惠更斯端口,提出了对于任意复杂印制电路板(Printed Circuit Board,PCB)同时垂直方向和水平方向区域分解的一般方法,实现了任意PCB结构的分级分类处理和模块化封装,提高了高速高密度电子系统分析的灵活度;提出了基于几何结构电磁学多重本地本征展开的技术途径,发展了基于模式和区域分解分割的快速并行处理技术,通过电磁锐变区域本征描述及场分布的本征基函数表征,实现了高精度和高计算速度兼得,减少了复杂电子系统的计算时间和设计时间.统计数据表明,本文提出的方法在0~40 GHz大带宽频率范围内频偏误差为3.7%、幅度偏差为±3 dB.本文提出的PCB分级建模分析方法可以应用于高端电子通信系统设计,提升我国宽带高速数模系统的高效电路设计和环境电磁调控能力,缩短产品研发周期.