PLC指令预取部件 IPU 的设计与实现

众所周知,Prolog和Lisp是目前国内外普遍采用的人工智能语言。Prolog和Lisp语言的协处理器就是一个通过硬件环境实现对Prolog和Lisp进行加速执行的硬件系统,具有很大的应用价值及研究前景。本文介绍了Sun工作站的Prolog/Lisp协处理器(PLC)中的指令预取部件(Instruction Prefetch Unit,简称IPU)的性能、工作原理及其技术特点,同时给出了采用FPGA技术对IPU进行集成的技术方案及其较大的应用前景。     

Prolog／Lisp协处理器板对Prolog部分的支持

Prolog/Lisp协处理器板是为高效支持运行于Sun3/4及其兼容工作站上的Prolog和Lisp这两种人工智能语言而设计的的专用系统。本文在简单介绍Prolog/Lisp指令集中Prolog部分及Prolog/Lisp协处理器的体系结构之后,描述了该协处理器板上支持Prolog中转移,选择点建立、修改和删除等指令及合一中的多路转移操作的专用结构和专用芯片的原理。模拟结果表明,Prolog/Lisp协处理器板可以满足Prolog部分的推理速度(Local Inference Speed)达到500kLIP/s的要求。     

Common Lisp语言在Prolog／Lisp协处理器板上的实现

首先对Common Lisp语言和Prolog/Lisp(简称PLC)协处理器板的特点作一介绍,然后介绍了common Lisp在PLC上的数据表示、运行机制以及面向Common Lisp语言的指令集的设计,最后给出了PLC板在硬件设计上对CommonLisp语言的一些关键操作的硬件支持手段。模拟运行结果表明:PLC体系结构设计、指令集设计是合理的,其运行速度达到了设计要求。     

静止气象卫星系统中的一项关键电子技术——图象信号的同步缓冲

在静止气象卫星系统中,从可见光与红外自旋一扫描辐射计(V1SSR)获得的原始数据首先要进行同步和缓冲,才能送向数据处理中心(DPC)。同步是为了恢复出象点有准确位置的好的图象,并可用来准确测量风速(一项重要的应用);而缓冲是为了数据传输和输入计算机的方便。从正确使用数据的观点看,同步和缓冲是系统中不可缺少的技术。本文介绍Meteosat和GMS两个气象卫星系统中被成功地应用着的同步和缓冲系统(S/DB),并对它们的性能和精度进行了分析。     

复合泡沫塑料的缓冲特性研究

复合泡沫塑料是新型的发泡塑料,对其缓冲特性进行评定具有重要的意义.基于复合泡沫塑料静、动态压缩实验获得的应力-应变曲线计算了它们的缓冲系数,评价了复合泡沫塑料的缓冲特性.结果表明,由静、动态应力-应变曲线计算所得的缓冲系数的最小值相差不大.另外,还讨论了材料参数如密度、玻璃球含量等对缓冲系数的影响.      

控制冗余图象数据的EQT方法

本文提出了基于四元树QT(Quad Tree,)表示的扩充四元树EQT(Extended Quad Tree)表示。从数据压缩角度看,它着眼于图象之间的性质;从图象数据库的存贮结构看,它考虑了冗余图象数据的控制问题。对附录中的四幅二值图象,它的存贮量仅是QT表示的39%。此外,这种结构还可用于动态跟踪。     

Sun 3/4专用协处理器PLC系统中Common Lisp编译器的代码优化措施

在简单介绍Sun3/4专用协处理器PLC系统及Common Lisp编译器后,着重讨论了Common Lisp编译器中的代码优化措施,包括优化无用代码、优化程序结构、优化转移指令、优化函数调用环境保存及恢复指令、优化寄存器分配、优化尾递归函数调用等。实例编译结果和模拟运行结果表明:与不经优化指令相比,经过优化后的指令代码长度平均减少25％,运行速度平均提高20％,为提高PLC系统的整体性能提供了一守的保证。     

基于扩充Modelica的复杂系统多层次并行仿真

为提高复杂系统多学科建模仿真效率,弥补现有多领域统一建模仿真语言(Modelica)不支持并行的缺陷,提出了一个面向复杂系统建模仿真的多层次并行仿真框架,从仿真任务级、实体级和模型级3个应用层次上充分发掘仿真系统的并行性.将MPI(Message Passing Interface)/OpenMP中的并行元素加入Modelica语言,并通过所提出的代码映射机制将Modelica文本转换为支持并行编程的高级代码(C++),再利用一定的任务分配机制将高级代码在多层次并行平台(多核集群)上高效执行.针对某典型军事复杂系统优化迭代过程进行仿真实验,结果表明上述多层次并行仿真方法能大幅提高仿真效率.     

首批第三代“灾害监测星座”—北京-2星座于7月成功发射

北京时间2015年7月11日,前3颗灾害监测星座-3(DMC-3)—北京-2星座由印度极轨卫星运载火箭-C28(PSLV-C28)发射入轨。这3颗卫星由英国萨瑞卫星技术公司(SSTL)研制,采用萨瑞卫星技术公司-300 S1平台,它们形成了一个新的星座—北京-2星座,其创新卫星设计具有巨大的成像潜力,每颗卫星携带有1m分辨率全色相机和4m分辨率三谱段成像仪,可以执行多种不同类型影像的拍摄任务,还能实现对地球给定区域的每日重访,这对用于变化监测、灾难监测和响应规划至关重要。     

航空发动机转子系统结构方案图形库的研究与建立

压气机转子和涡轮转子是航空燃气涡轮发动机的重要组成部件,研究并建立航空发动机整个转子系统的结构方案图形库是航空发动机计算机辅助转子系统的必要组成部分。本文介绍了利用Auto CAD图形软件和Auto Lisp语言编写程序建立的发动机转子结构方案图形库的尝试。在广泛搜集并认真分析研究国内外现有航空发动机压气机转子部件和涡轮转子部件的基础上,确定并建立了典型零件分类图、典型零件图和典型结构方案图。结构方案的确定是以多级屏幕菜单的形式显示,以交互式的人机对话的方式供用户选择。方案确定以后,通过人机交互对话,对指定的参数赋予特征的数值,可以很快的绘制出转子结构方案图,并可以对结构方案图进行实时的修改和优化。     

PDR监控系统的快速以太网通信设计

根据脉冲多普勒雷达（PDR）信号处理机的回波数据信号量大的特点,采用FPGA控制以太网控制器DM9000A实现了以太网MAC层和PHY层的功能。同时,FPGA还实现了UDP／IP协议栈的功能,最终完成雷达监控系统与显示终端计算机以网络的方式实现互相通信。通过仿真分析得出,这种FPGA的协议栈实现方式与嵌入式协议栈的实现方式相比,提高了通信速率,满足了雷达回波数据（约20Mbps）的高速连续数据流的传输要求。     

一种基于切比雪夫插值的联想记忆系统

提出了一种基于切比雪夫插值的高阶联想记忆系统(TI-AMS),能提供对任意阶多变量多项式函数的无误差逼近.切比雪夫插值的近似于最优一致逼近的性质从理论上保证了对任意连续函数的全局逼近精度.特别在对一些不连续函数(如矩形脉冲函数)的逼近中也有其它AMS无法比拟的优势.理论分析和数值模拟表明,该系统具有计算简单、学习精度高、收敛速度快、总的存储单元空间较小等优点.可广泛应用于图像压缩、模式识别、及高精度实时智能控制等领域.      

飞机板金件冲压模CAD系统的研究与开发

以AutoCAD2000软件作为开发平台,使用其提供的二次开发工具Visual Lisp 和VBA,并以Sybase作为后台数据库管理系统,在飞机板金成形数据库Ashbase的基础上,结合生产实际,研究了飞机板金件冲压模CAD系统.实现了冲压模标准件和常用件参数化绘图,开发了拉深模设计模块.本系统融二维和三维于一体,提高了模具设计效率,实用性很强.      

基于大脑情感学习模型的转台伺服系统设计

提出了基于大脑情感学习(Brain Emotional Learning,BEL)模型的高精度转台伺服系统智能控制方案。BEL模型是一种模拟哺乳动物大脑情感学习过程的仿生计算模型。设计了融合系统跟踪误差、控制输入等信息的BEL智能控制结构,通过选取不同的感官输入信号可获得不同的控制结构,采用联想学习方法在线学习BEL模型内部的节点权值来调节控制器参数,从而实现转台伺服系统的自适应跟踪控制。仿真和实验结果均表明,BEL智能控制器学习能力强,能抑制摩擦等非线性干扰因素,在实时控制系统中表现出较好的稳定性和较高的跟踪性能。     

内增湿式质子交换膜燃料电池堆动态传热模型

建立了质子交换膜燃料电池阴极的传质模型,综合考虑了影响电堆传热的多个因素,在此基础上针对内增湿式燃料电池堆建立了动态传热模型.采用Runge-Kutta-Felhberg法对模型进行求解,对电流、反应物过量系数、压强、冷却水流量等对电堆温度的影响进行了研究.结果表明,当电流大于25A时电堆温度将不能自行稳定在80℃以下,采用水冷可以有效地将电堆温度控制在较理想的范围内.在额定功率为5kW的燃料电池堆试验台架上进行了热管理试验,试验结果同模型预测值吻合较好.     

无人机舵面负载模拟系统的小脑模型控制

为解决无人机舵面负载模拟系统中非线性和多余力矩扰动问题,利用小脑模型神经网络非线性逼近能力强、结构简单、适于实时控制等特点,采用小脑模型和传统PD(Proportional-Derivative)控制结合的复合控制策略,由小脑模型实现前馈控制,PD控制实现反馈控制,以保证在系统运行各阶段的控制精度.分析讨论了复合控制的不稳定性问题,研究了基于可信度分配和学习率自适应调整的改进型小脑模型的应用情况,提出一种适用于单输入单输出系统的简化小脑模型复合控制设计方法.仿真结果表明该方法有效地解决了小脑模型和PD复合控制的不稳定问题,改善了系统动态加载性能,并具有很好的抗干扰性能.