在同一多线程中执行定时任务和随机任务

如何协调地在同一个多线程中完成定时任务和随机任务以及数据交换是多线程程序设计的一个重要任务。文中总结分析了2种多线程的实现方法,即用户接口线程方式和工作者线程方式。为了在同一多线程中执行定时任务和随机任务,将多种任务封装成一个对象,在多线程中根据指令进行调度。文中将多线程看作一个虚拟的下位机,主线程等采用串行通信协议的原理实现与多线程之间的多种任务复杂数据交换和通信。     

新型UltraSPARC T2处理器

<正>Sun公司的新型UltraSPARCT2处理器使用了CoolThreadsTM(酷线程)技术,是业界第一个为环保设计的多线程处理器。通过使用高性能、低耗能的UltraSPARC T2处理器,SunFire服务器将在能源、冷却和性能方面树立业界新标准,同时     

共享内存网--面向飞机仿真的实时网络

将多台计算机连接起来,共同完成单个的实时任务,如飞机仿真是一项非常具有挑战性的工程任务。本文论述了计算机分布式仿真的一些独特要求,对目前使用的两种主要方法进行了总结,将共享内存网的概念和传统的方法进行了对比介绍,共享内存网的设计方法、性能参数以及详细的设计过程也有论述。     

共享内存网--面向飞机仿真的实时网络

将多台计算机连接起来,共同完成单个的实时任务(如飞机仿真)是一项非常具有挑战性的工程任务.本文论述了计算机分布式仿真的一些独特要求,对目前使用的两种主要方法进行了总结,将共享内存网的概念和传统的方法进行了对比介绍,共享内存网的设计方法、性能参数以及详细的设计过程也有论述.     

反导战术C4I系统中的拦截决策建模与仿真

在多枚来袭导弹情况下，形成反导拦截决策很容易引起计算内存混乱及CPU计算速率慢的问题。研究了应用面向对象及多线程编程技术，合理封装各个战术C^4I系统组成的对象，并利用多CPU的计算能力进行并行拦截决策。仿真表明，采用多线程偏程技术可使整个拦截决策过程更加可靠、迅速。     

消息队列在智能优化算法中的应用

针对启发式智能优化算法的特点,为提高算法的优化效率,以消息队列机制为基础提出了一种多线程并行计算技术。讨论了多线程并行计算的模型及原理,介绍了多线程之间通过消息队列相互通信的同步控制技术。通过气动优化问题在不同线程数目下并行计算的比较,表明消息队列可以简化线程间的通信过程,显著提高计算效率,具有一定的实用价值。     

LabWindows/CVI中的多线程及在液压伺服控制系统中的应用

多线程在对时间要求严格的任务中，以及在有慢速的输入输出操作设备的情况下是非常重要的。本文叙述了利用LabWindows／CVI实现多线程的两种机制：异步时钟和线程查询，并将它应用在某型直升机操纵系统中。     

基于LabVIEW的超精密磨床嵌入式监控系统

针对超精密磨削机床的监控需求,基于NI–sbRIO硬件平台开发了一套应用于超精密磨床状态监测和数据采集的嵌入式监控系统,使用FPGA对温度、振动、声发射等信息进行实时数据采集,并使用实时处理器对数据进行分析和处理,实现对机床的实时状态监测和数据存储。通过FPGA编程取代硬件数据采集卡,成本低,灵活性强。试验表明,该系统能够胜任超精密磨床的监控任务。     

基于WPF技术的试飞数据实时监控系统设计研究

立足于当前大型民用飞机试飞模式,集合数据处理及实时监控特点,在Visual Studio环境下,利用WPF软件编程技术,构建了基于数据层、业务逻辑层、表示层的试飞数据实时监控系统。系统利用多种显式控件,充分模拟了试飞数据监控状态,通过WPF数据驱动模型及合理的线程资源调配,实现了对不同类型数据的实时监控、分析、存储和回放,为后续民机试飞测试技术的创新提供了参考依据。     

有限元的OpenMp并行计算技术

传统有限元串行计算技术耗时长、效率低,已远远不能满足工程实践需要。通过分析串行计算的耗时分布、程序可并行性及数据相关性,在保持串行程序不变的基础上,采用基于多线程的OpenMP技术实现单元刚度矩阵形成总体刚度矩阵的程序并行化。针对有限元计算机翼实例进行了不同线程数目下并行加速比的研究,结果表明,OpenMP技术可有效提高有限元计算效率,且存在一个最佳的线程数,使得并行加速比达到最大,此外加速比还与问题的计算量等因素有关。     

Processor equivalence for daisy chain load sharing processors

A linear daisy chain of processors in which processor load is divisible and shared among the processors is examined. It is shown that two or more processors can be collapsed into a single equivalent processor. This equivalence allows a characterization of the nature of the minimal time solution, a simple method to determine when to distribute load for linear daisy chain networks of processors without front end communication subprocessors and closed form expressions for the equivalent processing speed of infinitely large daisy chains of processors     

基于机载多核弱序存储模型的共享内存驱动软件设计方法研究

随着航空电子系统承载的应用日趋复杂，飞机对机载计算机的计算力和功耗比要求不断提升，这也推动了嵌入式多核处理器的加速应用和普及。多核处理器在航空电子设备的深入应用，随之而来的是运行其上的软件复杂度急剧上升，面向应用的航电系统设计面临挑战。多核处理器平台由于需要面对并行、指令乱序、资源共享冲突等问题，而目前国内大多数机载嵌入式软件和驱动仍然是基于单核处理器设计和实现的，影响最大的是在机载嵌入式实时操作系统环境下的驱动软件，因此需要充分考虑多核带来的各方面影响，尤其是需要兼顾共享内存等资源的使用冲突和实时高效要求。本文结合机载航电多核处理平台的特点，提出了一种基于机载多核弱序存储模型的共享内存驱动软件设计方法，并基于该方法设计了FC 总线驱动和MBI 总线驱动，项目应用结果表明，设计的驱动程序在多核处理器平台上数据传输正确，验证了方法的正确性和有效性。     

分布式实时飞行仿真中的联接技术

分布式仿真系统可采用的联接方式主要有物理共享内存总线、消息传递网络和复制共享内存网络三种。物理共享内存总线和消息传递网络在分布式实时仿真中存在技术上的不足．但它们之间具有一定的互补性．复制共享内存网络将它们两者的优点有机地结合起来．成为一种适用于实时系统分布式仿真的理想方式．文章对这些技术分别进行了阐述。最后，针对分布式飞行仿真的特殊要求．介绍了复制共享内存网络的具体应用。     

分布式实时仿真中网络系统扩展的研究与实现

基于实时网络建立的半实物仿真系统能满足强实时性及高精度的要求,随着仿真应用技术的发展,需要参与半实物仿真的实物越来越多,由于共享内存光纤网络产品的飞速发展,如何用最新的实时网产品来扩展原有的实时网络系统是一个必须解决的关键问题。本文阐述了如何扩展的研究结果和实现方法。     

Design and Development of a Real-Time DSP and FPGA-Based Integrated GPS-INS System for Compact and Low Power Applications

Emphasis of the present work is on an elegant real-time solution for GPS/INS integration. Micro-electro mechanical system (MEMS) based inertial sensors are light but not accurate enough for inertial navigation system (INS) applications. An integrated INS/GPS system provides better accuracy compared with either INS or GPS, used individually. This paper describes an improved design and fabrication of a loosely coupled INS-GPS integrated system. The systems currently available use commercial off-the-shelf (COTS) hardware and are, therefore, not optimized for compact, single supply, and low power requirements. In the proposed system, a digital signal processor (DSP) is used for inertial navigation solution and Kalman filter computations. A field programmable gate array (FPGA) is used for creating an efficient interface of the GPS with the DSP. Direct serial interface of the GPS involve tedious processing overhead on the navigation processor. Therefore, a universal asynchronous receiver transmitter (UART) and dual port random axis memory (DPRAM) are created on the FPGA itself. This also reduces the total chip count, resulting in a compact system. The system is designed to give real time processed navigation solutions with an update rate of 100 Hz. All the details of this work are presented.     

机载嵌入式系统中的多核处理架构研究与分析

与单核处理器相比较，多核处理器在性能、功耗、体积以及重量各方面都有绝对的优势，这使得多核处理器在机载嵌入式系统中的应用成为必然趋势。在分析了航空电子系统的任务特点之后，介绍了两种最常见的多核处理器系统架构：对称多处理（SMP）和非对称多处理（AMP），对这两种系统架构在机载嵌入式系统的应用进行了研究分析，并分析了其关键技术对实时性、安全性和确定性的影响。     

非结构CFD软件MPI+OpenMP混合并行及超大规模非定常并行计算的应用

常规工程应用中，非定常数值模拟（如多体分离）的计算量十分巨大，如果为了达到更高的计算精度，加密网格或者采用高精度方法将会使得计算量进一步增大，导致非定常数值模拟在CFD工程应用中成为十分耗时和昂贵的工作，因此，提高非定常数值模拟的可扩展性和计算效率十分必要。为充分发挥既有分布内存又有共享内存的多核处理器的性能和效率优势，对作者团队开发的非结构网格二阶精度有限体积CFD软件（HyperFLOW）进行了混合并行改造，在计算节点间采用MPI消息传递机制，在节点内采用OpenMP共享内存的MPI+OpenMP混合并行策略。首先分别实现了两种粒度（粗粒度和细粒度）的混合并行，并基于国产in-house集群采用CRM标模（约4 000万网格单元）定常湍流算例对两种混合并行模式进行了测试和比较。结果表明，粗粒度在进程数和分区数较少的小规模并行时具有效率优势，16线程时效率较高；而细粒度混合并行在大规模并行计算时具有优势，8线程时效率较高。其次，验证了混合并行在非定常计算情况下的可扩展性，采用机翼外挂物投放标模算例，分别生成3.6亿和28.8亿非结构重叠网格，采用对等的（P2P）网格读入模式和优化的重叠网格隐式装配策略，网格读入和重叠网格装配耗时仅需数十秒；采用3.6亿网格，完成了非定常状态效率测试及非定常分离过程的湍流流场计算，在in-house集群上12 288核并行效率达到90%（以768核为基准），在天河2号上12 288核并行效率达到70%（以384核为基准），数值模拟结果与试验结果符合良好。最后，在in-house集群上采用28.8亿非结构重叠网格进行了4.9万核的并行效率测试，结果显示，4.9万核并行效率达到55.3%（以4 096核为基准）。     

基于多核并行计算的超燃冲压发动机一维模型实时性研究

在发动机控制系统设计中,为了缩短设计周期、降低研发成本,需要建立面向控制的、较为精确的、实时性高的超燃冲压发动机性能计算模型,以保证模型精度、提高计算速度为研究目标,基于多核高性能计算仿真平台,开展了面向控制的超燃冲压发动机一维模型实时性优化工作。运用简化计算流程、改进C语言程序、开拓缓存区等方法有效提高了一维模型计算速度。创新性地尝试了计算流体力学并行化方法,对隔离段和燃烧室一维模型进行结构分解。计算网格平衡分配至多个中央处理器,并借助核间数据通讯实现多核并行计算。与串行模型计算结果对比,七核并行计算模型性能参数偏差不超过0.1%,全工况仿真时间小于30ms,计算耗时较优化前缩短了75%以上。实时性优化后的多核并行模型计算精度高、速度快、收敛性好,可以作为超燃冲压发动机控制系统设计和半实物仿真验证平台。     

面向流场计算的 PVM 并行程序设计研究

针对流场计算的特点,提出了分布共享变量思想和异-同步并行算法,采用SPMD的编程模式在并行虚拟机（PVM）上初步实现了流场并行计算。