面向流场计算的专用超级计算机体系结构研究

 本文在对流体力学等一类大型计算问题的并行计算模型进行分析的基础上,提出了一种可以实现大规模并行处理的专用超级计算机体系结构方案。该系统由一台宿主机和一个多计算机阵列组成一台个人超级计算机。利用专用性,减小复杂性,提高并行性是系统的主要特色。系统采用二维超环结构作为计算机结点之间的互连结构,反映了计算中数据交换的局部性特点,具有好的通信性能。每个计算机结点本身又采用流水线向量处理结构,从而将高层次的多机并行与低层次的向量处理相结合,实现了大规模的并行计算。本文讨论了系统的软、硬件结构并研究和评价了通信性能。     

基于DSP和单片机的刀具监控系统设计

根据刀具监控系统数据采集量大，计算量繁重以及对实时性要求高的特点，采用单片机和DSP并行处理的双CPU处理方案对系统进行设计，即该系统由并行运行的两个子系统构成：基于单片机80C196KC的信号采集及控制功能子系统负责反映刀具状态的各路信号的采集和各种控制功能；基于DSP TMS320C32为核心的信号处理子系统负责信号处理和刀具状态值的估计。此方案充分利用了DSP运算能力强和单片机控制能力强的优点，实现了系统的快速运算和实时控制功能。     

数字存储示波器数据处理系统设计

基于传统单处理器系统有限的数据处理能力正逐渐成为示波器整机的瓶颈,作者设计了一种基于可编程系统芯片(System on programm ablech ip,SOPC)结构,用于1 GHz采样速率数字存储示波器(Digital storageos-cilloscope,DSO)的数据处理系统。系统中,根据模数转换器特征为其设计了具有数据缓存功能的接口单元;以A ltera Nios II/f软核为基础完成了专用微处理器的设计;针对DSO数据处理特征构建了4个并行处理电路;同时,系统还实现了液晶显示屏(LCD)的硬件驱动。SOPC结构的引入,使得该系统在具备强大数据处理能力的同时,具有低功耗和高集成度的特点。     

基于多处理器高距离分辨力雷达算法并行实现

介绍了一个用于跟踪高速目标的基于8片ADSP-TS201 TigerSHARC处理器的实时信号处理机的并行实现.讨论了并行处理机整体结构设计,包括处理器间拓扑结构、通信、同步与控制等.实现并行系统的一个关键是将应用问题优化映射到目标处理机硬件的各个并行部件中,文中在考虑算法复杂度、可分解度、并行度的同时,综合处理机平台处理能力、实时性、处理器间通信量及运算负载的平衡性等因素,实现了算法流程到硬件平台的高效映射.在此基础上,重点研究了系统级、运算级和指令级的并行流水线设计方法,分析了利用SIMD(Single Instruction Multiple Data),静态超标量,BTB(Branch Target Buffer)等并行结构和处理机制对并行汇编指令进行高效的优化.实际的校飞试验验证了该处理机设计与实现方法的有效性、实时性和可靠性.      

主从分布计算机数控系统的设计与实现

概述了一个半闭环主从分布式数控系统的设计思想，介绍了系统的硬件主要模块和软件结构，给出了具有数据处理、通讯和进给控制等并行处理能力的通讯控制策略。该系统具有分布式并行处理速度快和控制精度高等特点。     

适合空间应用的高速图像压缩核设计

针对空间遥感图像压缩的具体应用,给出了基于CCSDS ［1］ 算法的 高速图像压缩核的设计和实现。对CCSDS算法的实现方法进行了优化,算法的VLSI架构 设计充分利用了流水和并行技术,使处理速度相比串行方式平均提高了40倍。压缩验证系统 实验结果表明压缩核在编码效率、处理速度和容错能力上均具有较高的性能,50MHz频 率下压缩核的数据处理速度可达12.5Mpixels／s。     

近前视弹载SAR的改进后向投影成像算法

针对现有的弹载合成孔径雷达(SAR)大斜视算法所处理的斜视角度受限,传统的后向投影(BP)算法运算量大以及已有的快速后向投影算法不能进行并行处理等问题,提出了一种适于并行处理的近前视弹载SAR的改进后向投影算法.首先根据近前视弹载SAR的几何关系,建立回波信号模型,然后在距离方向上对弹载SAR扫描场景进行等间隔分割,在合并子孔径的同时分裂图像,达到所需图像精度时停止合并和分裂,再相干叠加反向投影到扫描场景的分割小区域内的回波,这样就会得到扫描区域的弹载SAR图像.对于各个条带可以采取并行处理来分别成像,可以进一步提高成像速度.最后利用仿真回波数据和实测回波数据对本文改进算法进行验证,通过与其他算法的比较,证明了本文改进算法可以处理高达86°的近前视场景,并且处理速度大大快于传统BP算法的处理速度,再配合并行处理划分的条带,处理速度会快于现有的改进BP算法的处理速度.      

基于动态负载平衡的sort-first绘制集群

对图形绘制集群中节点间负载不均衡问题提出了基于延期着色绘制的sort-first图形绘制集群.分析了延期着色中可见性检测、全局光照着色、局部光照着色3类算法的计算原理,用于预测不同阶段的绘制负载;将负载预测算法转换为场景绘制中的片段着色算法;借助图形处理器的并行处理能力,通过集中式的预着色计算,获得了屏幕空间内逐像素的绘制负载分布;基于预测的绘制负载分布,分配图形绘制集群中各个节点的绘制任务.根据实验结果,该系统可以实时预测并剖分绘制负载,精确的负载预测使系统获得高速、稳定的图形绘制性能.     

并行处理器结构的多通道数据采集系统

为了研究直升机旋翼声学,已经研制出一种被命名为ＴＥＤＡＳ的大型数据采集系统。该系统的主要特点,扩展能力和总数据速率是无限制的;在工作期是本机存贮数据;由于采用广延的数字滤波,具有很简单的模拟仿混混淆滤特性具具有用通道号定标的综合计算能力。