一种Linux用户空间下的快速伪随机数生成算法

随机数发生器是网络安全应用中的重要组成部分,对于构造加密算法的密钥具有重要作用.Linux操作系统提供了内核级随机数发生器,但因其随机数产生效率较低而不宜将其应用于密钥变换频繁的网络安全应用.给出了一个快速伪随机数生成算法.算法以64 bit硬件高频计数器作为随机数源.算法将计数器的低32 bit放入集合中,然后通过SHA(Security Hash Algorithm)算法对集合进行处理,并采用集合的前16 byte作为随机数输出.采用非参数检验方法检验算法产生的随机数质量,测试结果表明算法产生的随机数具有较高的安全性.同时由于算法运行在用户空间,比Linux的内核级随机数发生器具有较高的随机数生成效率.      

基于微内核的星载实时操作系统设计与实现

当前星载嵌入式实时操作系统将各个功能模块都集成在内核之中,这导致内核庞大,增加了内核出现bug的风险,从而使整个操作系统的可靠性降低.设计并实现了一个基于微内核的星载嵌入式实时操作系统,通过将功能模块以任务方式运行在用户态,任务间通过消息传递机制通讯,以减少内核代码量.最后测试表明设计达到故障隔离的效果.     

基于SpaceOS2的TCP/IP网络协议栈移植

航天器专用网络平台是未来航天器组网协同工作完成更复杂任务的关键技术.在操作系统层面需要对其进行有效地支持，以更好地提供给空间应用程序灵活和可靠的数据通讯服务.将伯克利BSD的TCP/IP网络协议栈的基础协议部分移植到航天器嵌入式操作系统SpaceOS2上，用以替代VxWorks操作系统.叙述协议系统中传输层的设计过程和模块接口的移植过程，并给出在SPARC处理器硬件平台上的性能测试结果.     

基于COTS的某型大气数据计算机设计CSCD

大气数据计算机是无人机重要机载设备,为节省设计成本和时间,采用基于COTS的方法对大气数据计算机进行设计,给出了系统的硬件平台选型方案,以商用uc/os系统为底层操作系统,完成系统功能设计,并对设备的工作性能进行了验证,结果表明该方案合理可行,满足无人机设计使用要求。     

一种基于嵌入式图像处理的工程车辆导向装置

分析了架桥施工中运梁车工作的特点,针对其在车辆导向方面所存在的主要问题,并结合现场需求,设计了一种基于单片机实现的嵌入式图像处理的新型车辆辅助导向装置,完成了相关硬件平台的设计,给出了在单片机系统中实现视频采集、图像处理、车辆跑偏判断和报警输出等关键技术细节的具体方法.实验结果表明,该辅助导向装置满足了运梁车在轨道梁上的行驶要求.该装置已应用于现场实际,其设计和实现方法对于其他大型工程车辆导向装置的研发具有较高的参考价值.      

容错计算机的调试器设计

探讨了容错计算系统的调试方法和工具结构,提出采用RTscope多任务调试工具在目标机操作系统层上完成调试的途径.说明了容错计算机开发和测试对环境的要求,给出了调试器的体系结构和完成实时通信功能的驱动程序,建立了Windows实时多任务交叉调试环境.结果表明大大地降低了系数的复杂性,使之易于开发和测试周期.     

小卫星技术的若干进展

本文评述了国际上应用小卫星在结构、电源和操作系统等领域新近的若干进展.在结构方面侧重于新材料、新器件和新工艺的介绍;在新型电源方面包括了有关太阳电池和蓄电池的内容;在操作系统方面强调了自主控制领域中的新观念和新方案.      

嵌入式软件可靠性仿真测试系统研究

 研究嵌入式软件可靠性仿真测试方法和环境.文中给出了仿真测试系统的体系结构,并结合该体系结构对嵌入式软件可靠性仿真测试的软硬件特性,软件可靠性仿真测试的方法、测试环境配置、关键技术及其可行的解决方案作了探讨.特别地,给出了一个生成测试用例的新方法.     

面向深空探测应用的集成一体化载荷数管技术

深空探测对探测器有效载荷电子学及数管的轻小型化和自主能力提出了更高要求.将各载荷电子学与传统的载荷数管集成一体化设计，构建新型高度集成的载荷数管体系结构，可以实现资源集约利用，提高信息融合能力，利于实施自主管理.本文介绍了嫦娥系列探测器载荷电子学及数管设计的现状；提出两种新型一体化载荷数管体系结构，其中第一种低成本集成化方案已应用在中国首次火星探测任务中；通过对未来深空探测载荷数管的技术需求进行分析，对载荷数管发展趋势进行了展望.      

虚拟化技术在综合化航电系统中的应用

将虚拟化技术应用于航空电子系统的设计,利用虚拟机系统来实现硬件资源的共享管理和软件子系统的划分,并符合ARINC 653规范的要求——模块化、可靠性、隔离性与开放性.构建由硬件平台、虚拟机监视器(VMM,Virtual Machine Monitor)和分区操作系统、航电应用软件所组成的3层软件架构,可以满足综合模块化航电系统(IMA,Integrated Modular Avionics)的功能要求与接口要求.其中,为实现符合ARINC 653要求的VMM,传统分区操作系统需要进行多项关键性调整,包括处理器特权级和特权指令、中断、内存地址空间分配、设备驱动等方面,从而可以构造基于VMM的综合化航空电子系统.     

一种基于固态盘的磁盘缓存系统架构及其在子午工程数 据中心业务系统中的应用

固态盘作为内存和磁盘之间的二级磁盘缓存运用于服务器存储层次结构中, 以满足空间科学研究领域日益增长的应用级I/O请求. 然而, 当前主流混合 存储架构未能充分发挥固态盘优势, 也没有考虑其寿命损耗. 因此, 本文提 出一种联合固态盘、磁盘的RAF (Random-Access First)混合存储架构, 在 提高系统性能的同时可延长固态盘寿命. 其主要思路是通过序列探测技术, 区 分负载中的随机访问和连续访问, 并将随机和顺序访问请求重定向到固态盘 和磁盘系统分别处理. RAF的原型已在Linux内核2.6.30.10中实现. 基于子 午工程真实业务数据及模拟数据的实验结果表明, RAF与当前的主流架 构Flash Cache相比, 在多种负载情况下可提升系统响应时间17%, 同时减少 固态盘老化率53%, 提高了存储系统的整体性能.      

通用ATS软件设计平台研究

通用性是当前ATS的发展方向 ,讨论了通用ATS测试软件设计平台的基本属性、软件结构 ,并重点介绍了IVI特性的基本原理。在平台内核基础上设计的TPS继承了平台内核的属性 ,具有很好的可重用性及硬件无关性。该平台的实现为通用ATS的设计奠定了基础     

基于网格的电路功能可靠性仿真系统

功能可靠性仿真是建立系统功能与可靠性一体化分析的综合仿真技术,论述了电路功能可靠性仿真系统的体系结构、功能及其实现的故障建模、故障虚拟注入、仿真器集成、故障自动判别等主要技术方法.为解决电路功能可靠性仿真系统中长仿真时间和大数据量存储的难点,提出了基于网格计算技术的体系结构,研究了仿真服务、分析服务和数据管理服务的实现方法,建立了通过网格平台向电路功能可靠性仿真系统提供虚拟计算和存储的能力,减少了系统分析所需要的仿真时间,实现了大量仿真结果数据的分布式存储.基于上述技术思想,实现了以TyrensGrid为网格平台、PSpice为仿真内核的TG-CFRS软件原型,证明了基于网格的电路功能可靠性仿真技术的有效性.     

基于FPGA的低复杂度快速SIFT特征提取

尺度不变特征变换（SIFT）算法具有优良的鲁棒性,在计算机视觉领域得到广泛应用。针对SIFT算法高计算复杂度而导致其在CPU上运行实时性低的问题,基于现场可编程门阵列（FPGA）设计了一种低复杂度的快速SIFT硬件架构,主要对算法的特征描述符提取部分进行优化。通过降低梯度信息（包括梯度幅值和梯度方向）的位宽、优化高斯权重系数的产生、简化三线性插值系数的计算和简化梯度幅值直方图索引的求解等方法,避免了指数、三角函数和乘法等复杂计算,降低了硬件设计复杂度和硬件资源消耗。实验结果显示,提出的低复杂度快速SIFT硬件架构,与软件相比,可以获得约200倍的加速;与相关研究相比,速度提高了3倍,特征描述符稳定性提高了18%以上。      

多媒体智能数据库系统MIDS／BUAA

ＩＤＢ（智能数据库）思想的提出，预示着人类的信息处理即将步入一个崭新的时代．ＩＤＢ将计算机科学中近年来日趋发展成熟的五大主要技术，ΟΟ（面向对象）技术、ＤＢ（数据库）技术、ＡＩ（人工智能）、Ｈｙｐｅｒｔｅｘｔ／Ｈｙｐｅｒｍｅｄｉａ（超文本／超媒体）和正文数据库与联机信息检索技术，集成为一体．其中ΟΟ、ＡＩ和ＤＢ是ＩＤＢ中的三大支柱技术．本文论述ＭＩＤＳ／ＢＵＡＡ数据模型（Ｄａｔａｍｏｄｅｌｉｎｇ）的哲学，并介绍ＭＩＤＳ／ＢＵＡＡ系统的设计思想、动机、核心数据模型，系统的功能构成和它的Ｃｌｉｅｎｔ／Ｓｅｒｖｅｒ体系结构．     

一种图像缩放算法的SoC协同加速设计方法

针对无人机自主着陆的跑道检测、识别、跟踪等视觉算法中需要对大量图像进行缩放处理以便后续计算,但又对实时性要求比较高的情况,根据输入输出像素点的映射关系提出了一种适用于硬件加速的图像缩放算法,简化算法结构的同时利用现场可编程门阵列进行模块硬件功能的设计对算法加速,并采用软硬件协同的体系结构搭建实时图像处理系统。实验结果表明,该缩放算法处理精度高、耗时少,且用硬件逻辑实现后,可以进一步提速171倍,硬化后的系统可以通过摄像头获取图像数据,实时处理后在显示器中显示,达到30帧/s的处理速度,可以应用于实时性要求较高的图像处理算法中。      

CPU仿真器MCS中存贮结构仿真的实现

仿真器是进行硬件设计评估,系统软件设计开发和计算机体系结构研究的有力工具,而对内存的仿真是系统级仿真器的重要组成部分,其仿真效率直接影响整个仿真器的性能.以一款基于VLIW(超长指令字)结构的CPU仿真器——MCS为例,研究了高效内存仿真的实现方法.MCS为目标应用程序提供了一个仿真运行平台,从而达到评估CPU设计,分析指令效率,支持编译系统调试的目的.      

石油赛伯数据采集仿真系统的实时性解决方案

为了保留石油工业赛伯(Cyber)数据采集系统的软硬件成果,在现代的高性能硬件平台上采用软件仿真的方法构造了一个仿真系统,以独立硬件设备模块为单位对实际系统进行建模,形成了以指令集仿真器为核心,通信总线仿真模块为桥梁,连接各个设备仿真模块的仿真系统.为了满足仿真系统的期限,从系统平均性能要求和最坏性能要求两个方面对实时性能需求进行了详细的分析,提取出影响系统实时性的性能参数,根据这些性能参数的要求提出了一个实时性解决方案,解决了仿真系统与实际的数据采集设备之间的实时通信问题,协同完成了数据采集任务,在此基础上给出了一个基于RTLinux(Real-Time Linux)实时操作系统的原型系统.