基于比特切片技术与指令集的LED算法快速实现

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作者 李惟佳 叶涛 +1 位作者 韦永壮 冯景亚 《计算机应用研究》 北大核心 2025年第7期2184-2190,共7页

LED是一种专为资源受限设备设计的轻量级分组密码算法,具有低功耗、低内存占用和高效率的特点,非常适合应用于物联网(IoT)设备、RFID标签和嵌入式系统等。然而,随着对性能要求的不断提升,如何进一步优化LED分组密码算法的加密实现效率,... LED是一种专为资源受限设备设计的轻量级分组密码算法,具有低功耗、低内存占用和高效率的特点,非常适合应用于物联网(IoT)设备、RFID标签和嵌入式系统等。然而,随着对性能要求的不断提升,如何进一步优化LED分组密码算法的加密实现效率,已经成为研究的热点之一。针对类AES分组密码算法提出了一种通用的比特切片方法(bit-slicing),利用单指令多数据技术(SIMD)对通用比特切片方法进行了优化实现,并将其应用于LED加密算法,以提高算法对数据的并行处理能力。此外,该方法还研究了关于LED算法的S盒优化方案,减少了实现S盒所需要的逻辑门数量。经测试,LED-64/128算法的加密实现效率分别提升了2.26倍和2.14倍。实验结果表明,该方法对基于比特切片技术实现的类AES分组密码算法软件优化实现方法具有重要参考价值。 展开更多

关键词 LED分组密码 x64架构 软件快速实现 比特切片 SIMD

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FBS-uBlock:灵活的uBlock算法比特切片优化方法

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作者 龚子睿 郭华 +3 位作者 陈晨 张宇轩 陈俊鑫 关振宇 《软件学报》 北大核心 2025年第10期4827-4845,共19页

uBlock算法在算法设计、侧信道防护、物联网应用、密码分析领域得到了广泛应用.虽然uBlock算法适合高速实现,但目前该算法公开的实现速率远不如AES、SM4等算法.比特切片是优化分组密码的常用方法,但在采用比特切片优化uBlock算法时,面... uBlock算法在算法设计、侧信道防护、物联网应用、密码分析领域得到了广泛应用.虽然uBlock算法适合高速实现,但目前该算法公开的实现速率远不如AES、SM4等算法.比特切片是优化分组密码的常用方法,但在采用比特切片优化uBlock算法时,面临着因寄存器资源不足而导致的巨大访存开销问题.为uBlock算法设计了一种灵活的比特切片优化方法FBS-uBlock(flexible bit slicing uBlock),降低算法在比特切片下占用的寄存器数量,进而降低访存开销,提升速率.经过测试,该优化方法最多能够让uBlock-128/128、uBlock-128/256和uBlock-256/256算法的访存指令分别降低71%、71%和72%,加密速率最高能够分别达到12758 Mb/s、8944 Mb/s和8984 Mb/s,比设计文档中的实现速率分别提升了3.9、4.2和3.4倍. 展开更多

关键词 分组密码 uBlock算法 软件优化 比特切片 单指令多数据

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PDC钻头数字化选型技术及软件开发 被引量：1

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作者 任海涛 王新东 +4 位作者 张昕 杨迎新 苏涛 王柏辉 周广静 《石油机械》 北大核心 2024年第5期9-16,共8页

钻井过程中产生大量与地层、钻头相关的工程数据,利用大数据分析技术优选钻头能用于指导钻头的选型、设计和使用,可使钻头的选用从依赖厂家和经验,转向依据科学的结构特征分析和大数据优选。通过开展PDC钻头结构特征数字化方法研究,建... 钻井过程中产生大量与地层、钻头相关的工程数据,利用大数据分析技术优选钻头能用于指导钻头的选型、设计和使用,可使钻头的选用从依赖厂家和经验,转向依据科学的结构特征分析和大数据优选。通过开展PDC钻头结构特征数字化方法研究,建立基于统计数据分析的钻头结构特征推荐与选型技术,形成以数据提取与效能分析、钻头结构特征数字化,以及钻头结构特征重构选型3项内容为核心的基本步骤和分析策略,在此基础上建立了一套PDC钻头数字化选型技术和配套软件。较常规钻头进尺与钻速对比分析选型方法,该技术重点考虑了结构特征对钻头使用效能的影响,体现了实钻工程数据对钻头选型的指导作用。应用该技术与软件开展了准噶尔盆地某区块PDC钻头选型,并进行实钻验证。应用结果表明,选用的钻头钻进中钻速和进尺显著提升,缩短了钻井周期。研究技术与成果有利于提升钻井服务技术水平,可为油气田数字化、智能化发展奠定基础。 展开更多

关键词 PDC钻头 钻头选型 结构特征 数字化 钻井提速 软件开发

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近钻头钻压和扭矩的高精度温度补偿方法 被引量：1

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作者 董添奇 杨旭辉 《石油机械》 北大核心 2024年第4期71-79,共9页

获取近钻头工程参数对于钻井安全生产具有十分重要的意义。随着技术的发展,地面间接测量技术已无法满足实际钻井需求,通过井下直接测量的方式获取实时的钻压扭矩等参数是当前主要研究方向。为此,根据应变测量原理,提出了井下钻压扭矩参... 获取近钻头工程参数对于钻井安全生产具有十分重要的意义。随着技术的发展,地面间接测量技术已无法满足实际钻井需求,通过井下直接测量的方式获取实时的钻压扭矩等参数是当前主要研究方向。为此,根据应变测量原理,提出了井下钻压扭矩参数测量的应变片粘贴方案和电桥测量方案。试验研究表明,机械结构自身的应变与外载之间存在非线性关系,并且在高温环境下非线性误差更加突出。为了提高测量数据的精度,通过简化温度、压力和电桥输出电压之间的关系,建立数学模型,利用耦合多项式变换矩阵对机械结构自身引起的变形误差进行软件补偿。试验结果表明,该方法使直接计算应变片受力的平均绝对误差从2.14033 kPa降低为0.27739 kPa,降低了约87%。该方法有效地减小了测量近钻头钻压和扭矩的误差。 展开更多

关键词 近钻头工程参数测量 应变片 软件补偿 钻具变形 惠斯通电桥 钻压 扭矩

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三牙轮钻头数字化钻进仿真评价系统开发及应用 被引量：6

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作者 况雨春 董宗正 +1 位作者 伍开松 周春林 《石油钻探技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第1期103-107,共5页

钻头数字化钻进仿真是一种将钻头-岩石互作用仿真理论与钻头性能评价及结构优化相结合的实用化技术,开发钻头钻进仿真软件的主要目的是为钻头设计及性能分析提供技术手段。在已完成的三牙轮钻头仿真模型研究基础上,重点解决了数据输入... 钻头数字化钻进仿真是一种将钻头-岩石互作用仿真理论与钻头性能评价及结构优化相结合的实用化技术,开发钻头钻进仿真软件的主要目的是为钻头设计及性能分析提供技术手段。在已完成的三牙轮钻头仿真模型研究基础上,重点解决了数据输入、模型数值算法实现、仿真结果可视化等问题,利用MATLAB完成了软件开发。开发的软件能够模拟钻头几何结构,分析理想状态下钻齿的运动特性,模拟钻头在直井、水平井和定向井不同工况下的钻进过程,并对钻头破岩过程中的相关物理参数进行分析评价。利用该软件对某型号三牙轮钻头进行了台架试验及布齿结构参数优化设计,仿真结果具有直观及定量化的特点,表明利用该软件对钻头进行优化设计方便、快捷且可靠性高。 展开更多

关键词 牙轮钻头 钻头设计 钻进模拟 软件开发 应用分析

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嵌入式软件机内测试的设计与测试 被引量：8

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作者 王轶辰 徐萍 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2009年第17期34-36,39,共4页

针对嵌入式软件中广泛开展的软件机内测试(BIT)设计,分析通用嵌入式系统结构,提出3种软件BIT的结构模式,结合实例对每种模式的算法设计进行描述。以故障模式的概念为核心提出一种基于故障注入的软件BIT测试方法,阐述方法中的需求分析、... 针对嵌入式软件中广泛开展的软件机内测试(BIT)设计,分析通用嵌入式系统结构,提出3种软件BIT的结构模式,结合实例对每种模式的算法设计进行描述。以故障模式的概念为核心提出一种基于故障注入的软件BIT测试方法,阐述方法中的需求分析、故障注入、测试设计和结果分析4个关键步骤。 展开更多

关键词 嵌入式软件 软件测试性 软件机内测试 故障注入 软件测试

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基于软件无线电的直序扩频码元判决算法 被引量：4

7

作者 宫二玲 王跃科 杨俊 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2003年第12期1460-1462,1510,共4页

码元判决算法的设计是扩频序列能被正确接收的关键。提出了一种基于软件无线电技术,且考虑初始相位的影响,对直接序列扩频的中频采样信号进行码元判决的算法。该算法有较高的扩频处理增益,适用于信噪比极低(-20dB以下),且对系统的体积... 码元判决算法的设计是扩频序列能被正确接收的关键。提出了一种基于软件无线电技术,且考虑初始相位的影响,对直接序列扩频的中频采样信号进行码元判决的算法。该算法有较高的扩频处理增益,适用于信噪比极低(-20dB以下),且对系统的体积及功耗有严格限制的情况。仿真及实验表明,该算法运算简便,在恶劣环境下仍具有较低的误码率。 展开更多

关键词 软件无线电 采样信号 码元判决 扩频通信 直接序列扩频

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空气反循环钻头井底流场分析及结构优化 被引量：4

8

作者 甘心 殷琨 +1 位作者 殷其雷 李鹏 《吉林大学学报（地球科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期187-194,共8页

为改善空气潜孔锤反循环钻进技术在大口径嵌岩桩施工中的应用效果,运用Fluent软件对嵌岩桩施工用反循环钻头底喷孔水平倾角θd和扩压槽水平倾角θk做了进一步的分析和研究,得到θd和θk对反循环钻头抽吸系数ω的影响规律。在分析中发现... 为改善空气潜孔锤反循环钻进技术在大口径嵌岩桩施工中的应用效果,运用Fluent软件对嵌岩桩施工用反循环钻头底喷孔水平倾角θd和扩压槽水平倾角θk做了进一步的分析和研究,得到θd和θk对反循环钻头抽吸系数ω的影响规律。在分析中发现原有反循环钻头中心贯通孔结构设计中的不足之处,并进行了优化,优化后的反循环钻头抽吸效果明显增强。采用优化后的结构加工了一个直径为660mm的反循环钻头,并进行现场钻进试验,试验效果良好,平均钻进效率为6.00m/h,成功嵌入微风化岩层表面,能够满足嵌岩桩施工对嵌入微风化岩层和孔壁稳定、无塌孔的要求。 展开更多

关键词 基础工程 嵌岩桩 大直径 反循环钻头 Fluent软件

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基于S7-300软冗余的钻机自动送钻控制系统设计 被引量：4

9

作者 徐竟天 李树刚 +2 位作者 张乃禄 朱晖 冯劲 《石油机械》 北大核心 2009年第9期98-101,186,共4页

我国首台人工岛7000m深环轨移动模块钻机于2008年2月在冀东南堡油田1号人工岛顺利开钻,该钻机应用的基于S7-300软冗余钻机自动送钻控制系统,现已通过现场验收。该自动送钻系统添加了1套PLC控制系统,系统有手动和自动2种工作模式。自动... 我国首台人工岛7000m深环轨移动模块钻机于2008年2月在冀东南堡油田1号人工岛顺利开钻,该钻机应用的基于S7-300软冗余钻机自动送钻控制系统,现已通过现场验收。该自动送钻系统添加了1套PLC控制系统,系统有手动和自动2种工作模式。自动送钻监控系统主要包括自动送钻恒钻压控制、电子防碰、游车位置精确定位与动态演示、故障识别报警与处理等模块。监控系统采用了基于西门子公司S7-300PLC的软冗余方案,PLC处理器成双使用,当主处理器出现故障时备用的处理器会按照监控程序和数据交换处理程序实现数据同步,完成自动切换。现场应用表明,该系统操作简单,切换方便,提高了钻机控制自动化水平和生产管理水平,确保了钻机的平稳、安全、高效运行。 展开更多

关键词 软冗余 自动送钻 盘式刹车 监控系统

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三值光计算机高数据宽度的管理策略 被引量：20

10

作者 金翊 《上海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2007年第5期519-523,共5页

光学计算机必将拥有很高的数据宽度,以刚刚建成的360位三值光计算机运算器模型为背景,就高数据宽度的管理问题提出了6项基本策略.为建立这些策略,定义了算位、算道、算位类型和算道类型等新概念.这组管理策略借鉴了现行计算机操作系统... 光学计算机必将拥有很高的数据宽度,以刚刚建成的360位三值光计算机运算器模型为背景,就高数据宽度的管理问题提出了6项基本策略.为建立这些策略,定义了算位、算道、算位类型和算道类型等新概念.这组管理策略借鉴了现行计算机操作系统管理内存的一些基本思想,使其可实现性有了基本保证. 展开更多

关键词 三值光计算机 数据宽度 监控程序

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PDC钻头钻进过程的动态仿真 被引量：4

11

作者 华剑 程永瑞 陈明 《石油机械》 北大核心 2009年第9期17-20,183,共4页

计算机软件模拟试验可对各种形式的PDC钻头在不同的岩层条件和钻井参数下进行试验。将井架、钻柱和钻头作为一个系统,建立了PDC钻头动力学模型,包括纵向振动、横向振动、扭转振动以及钻头与井壁碰撞模型。通过面向对象的编程方法,在Visu... 计算机软件模拟试验可对各种形式的PDC钻头在不同的岩层条件和钻井参数下进行试验。将井架、钻柱和钻头作为一个系统,建立了PDC钻头动力学模型,包括纵向振动、横向振动、扭转振动以及钻头与井壁碰撞模型。通过面向对象的编程方法,在Visual C6.0的环境下将模型实现为计算机软件。实例证明,仿真软件计算结果与PDC钻头实际工况吻合。利用该软件可在不同岩石性质和钻井参数下,对PDC钻头进行仿真,研究各种设计方案在钻进过程中的工作性能,进行分析对比,优选出较好的设计方案。 展开更多

关键词 PDC钻头 钻进过程 动力学模型 面向对象 仿真软件

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利用配方均匀设计优化金刚石钻头的胎体配方 被引量：2

12

作者 徐强 刘一波 +1 位作者 徐良 杨志威 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 2016年第4期49-53,共5页

对用于干钻花岗岩的金刚石钻头的胎体配方采用有约束的配方均匀设计,研究胎体配方不同成分对钻头锋利度和寿命的影响,并利用SPSS对试验结果进行回归分析,得出性能指标与各组分之间的关系,同时通过t检验得出影响因素的主次及影响的显著性... 对用于干钻花岗岩的金刚石钻头的胎体配方采用有约束的配方均匀设计,研究胎体配方不同成分对钻头锋利度和寿命的影响,并利用SPSS对试验结果进行回归分析,得出性能指标与各组分之间的关系,同时通过t检验得出影响因素的主次及影响的显著性,最后通过Excel规划求解得到最优化配方。实验结果表明,建立的Scheffe回归方程对试验结果有很好的拟合性,在三种组分中,Co元素的含量对金刚石钻头的锋利度与寿命有显著影响,运用配方均匀设计能够使我们用较少的试验次数获得理想的结果。 展开更多

关键词 钻头胎体 配方均匀设计 SPSS软件 回归分析 Excel规划求解

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钻井试验装置钻压伺服控制系统的设计与仿真 被引量：3

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作者 王果 刘刚 +3 位作者 贾国玉 戴爱国 袁波 任双双 《石油机械》 北大核心 2006年第6期50-52,60,共4页

为提高钻井试验装置钻压伺服控制系统的钻压控制精度,利用Simulink软件包对液压系统进行动态仿真。在论述钻压伺服控制系统的物理模型及工作原理后,建立了电液伺服阀控制系统的数学模型,给出系统的设计参数值、Simulink仿真模型和仿真... 为提高钻井试验装置钻压伺服控制系统的钻压控制精度,利用Simulink软件包对液压系统进行动态仿真。在论述钻压伺服控制系统的物理模型及工作原理后,建立了电液伺服阀控制系统的数学模型,给出系统的设计参数值、Simulink仿真模型和仿真分析方法。理论分析和仿真结果表明,采用步进式积分分离的PID控制能够满足钻压伺服控制系统的控制要求,控制平稳,无超调量,并具有一定的适应能力。 展开更多

关键词 钻井试验装置 钻压伺服控制系统 PID控制 SIMULINK仿真

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基于动态链接库的三牙轮钻头仿真软件开发 被引量：2

14

作者 况雨春 蒲勇 +2 位作者 赵增强 伍开松 杨迎新 《石油机械》 北大核心 2009年第3期32-34,85,共3页

利用计算机仿真技术,在三牙轮钻头几何学、运动学模型基础上,建立了钻头与岩石互作用模型。为解决软件运行效率及界面友好性问题,采用MATLAB软件编制程序进行模型求解,并将各求解模型分别编译成动态链接库。采用VB.NET开发软件的输入界... 利用计算机仿真技术,在三牙轮钻头几何学、运动学模型基础上,建立了钻头与岩石互作用模型。为解决软件运行效率及界面友好性问题,采用MATLAB软件编制程序进行模型求解,并将各求解模型分别编译成动态链接库。采用VB.NET开发软件的输入界面,实现了其与动态链接库的数据交换。利用该软件可在计算机上进行牙轮钻头仿真试验,这将大大提高牙轮钻头的开发效率,对解决工程实际应用问题有意义,对于其他仿真软件的开发具有很好的参考价值。 展开更多

关键词 动态链接库 VB.NET MATLAB 三牙轮钻头 仿真软件 模型

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TANGRAM:一个基于比特切片的适合多平台的分组密码 被引量：7

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作者 张文涛 季福磊 +5 位作者 丁天佑 杨博翰 赵雪锋 向泽军 包珍珍 刘雷波 《密码学报》 CSCD 2019年第6期727-747,共21页

本文提出一族新的分组密码算法TANGRAM.TANGRAM包含三个版本:TANGRAM128/128,分组长度和密钥长度均为128比特;TANGRAM 128/256,分组长度为128比特,密钥长度为256比特;TANGRAM 256/256,分组长度和密钥长度均为256比特.TANGRAM分组密码采... 本文提出一族新的分组密码算法TANGRAM.TANGRAM包含三个版本:TANGRAM128/128,分组长度和密钥长度均为128比特;TANGRAM 128/256,分组长度为128比特,密钥长度为256比特;TANGRAM 256/256,分组长度和密钥长度均为256比特.TANGRAM分组密码采用SP网络,我们对其S盒的选取以及线性层移位参数的选取进行了深入研究,以使TANGRAM尽可能达到最优的安全性和实现性能的性价比.我们深入分析了TANGRAM针对差分、线性、不可能差分、积分、相关密钥等重要密码分析方法的安全性,为它预留了足够的安全冗余.得益于比特切片方法,TANGRAM在多种软件和硬件平台上都具有很好的表现,可以灵活地适用于多种应用场景. 展开更多

关键词 分组密码 比特切片方法 安全性分析 软件实现 硬件实现 侧信道防护

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根据地层岩性进行金刚石钻头选型的软件开发 被引量：1

16

作者 周思柱 范杰 +1 位作者 陈明 景华斌 《石油机械》 北大核心 2009年第10期46-49,共4页

岩石性质是金刚石钻头针对性选型的依据,因此,可以在弹性力学的基础上,利用测井资料进行金刚石钻头的选型。分析了根据地层岩石性质进行金刚石钻头选型的理论依据,归纳了选型方法,采用Visual Basic 6.0语言,开发了金刚石钻头选型软件。... 岩石性质是金刚石钻头针对性选型的依据,因此,可以在弹性力学的基础上,利用测井资料进行金刚石钻头的选型。分析了根据地层岩石性质进行金刚石钻头选型的理论依据,归纳了选型方法,采用Visual Basic 6.0语言,开发了金刚石钻头选型软件。该软件采用类似3步法的优选法:第1步确定使用何种用途的金刚石钻头;第2步确定使用金刚石钻头的地层;第3步采用一个综合公式进行计算,得出成本最低的钻头。 展开更多

关键词 岩石性质 金刚石钻头 选型 软件开发

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一种全数字位同步检测算法 被引量：2

17

作者 林华杰 史浩山 《电讯技术》 北大核心 2004年第3期75-77,共3页

位同步检测是实现全数字接收机开环定时恢复的关键技术。本文推导了基带PAM(脉冲幅度调制)信号的互相关函数,指出基带PAM信号的互相关函数中含有位同步信息,以此为依据得到了一种位同步检测算法。该算法可采用递归结构实现,且与载波相... 位同步检测是实现全数字接收机开环定时恢复的关键技术。本文推导了基带PAM(脉冲幅度调制)信号的互相关函数,指出基带PAM信号的互相关函数中含有位同步信息,以此为依据得到了一种位同步检测算法。该算法可采用递归结构实现,且与载波相位误差无关。 展开更多

关键词 全数字接收机 软件无线电 位同步 基带PAM信号 互相关函数 算法

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不同计算机平台数据的存储机制与控制方法 被引量：8

18

作者 唐磊 金连甫 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2003年第30期126-127,152,共3页

目前系统开发平台比较主流的是intel平台,sun平台和IBM平台。在编写系统或服务器程序中对变量的某些字节或某些位进行操作是非常频繁的,而各种平台上变量在内存中的存储机制又各不相同,使得取出特定字节或位比较麻烦,需要仔细分析特定... 目前系统开发平台比较主流的是intel平台,sun平台和IBM平台。在编写系统或服务器程序中对变量的某些字节或某些位进行操作是非常频繁的,而各种平台上变量在内存中的存储机制又各不相同,使得取出特定字节或位比较麻烦,需要仔细分析特定平台的存储机制才能得出正确的结果。当应用程序移植到不同平台时字节对齐(alignment)问题经常出现,稍有差错就有可能导致buserror等内存错误。该文透彻地说明了在intel平台,sun平台和IBM平台上数据及数据流的存储机制,以及如何避免出现类型强制错误。理解各种数据存储机制后在编写系统或服务器程序时存取数据流,不仅使编写跨平台程序变得容易,而且使操纵变量时出现的错误大大降低。文中所有示例程序均用C语言编写并在sunsparc工作站gcc编译器和IntelPentium台式机VC6.0编译器下通过测试。 展开更多

关键词 跨平台软件 高字节在低地址 低字节在低地址 数据对齐 编译器改变对齐 类型强制错误 位段访问数据流

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用于SDH 2Mb/s支路的输出自适应比特泄漏器 被引量：2

19

作者 黄海生 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2007年第8期227-229,共3页

根据SDH中TU指针调整的特点,提出一种自适应比特泄漏器软件和硬件协同工作的设计方法,用来扩散指针调整引起的抖动。阐述了随机信号的构成、软件流程设计、硬件电路设计以及软硬件协同工作的方法,给出了SDH结合抖动中4种测试码的实验结果。

关键词 同步数字系列 抖动 比特泄露 硬件 软件

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一种基于软件的位同步和数据恢复方法 被引量：1

20

作者 杨聪伟 《航天器工程》 2009年第4期54-59,共6页

位同步技术在数字通信中广泛使用,传统的位同步方法基于硬件。文章提出了一种单纯基于软件的位同步和数据恢复方法,该方法利用了副载波频率和码速率之间的倍数关系,可适用于中低速率下的非归零电平码(NRZ-L)、非归零传号码(NRZ-M)、非... 位同步技术在数字通信中广泛使用,传统的位同步方法基于硬件。文章提出了一种单纯基于软件的位同步和数据恢复方法,该方法利用了副载波频率和码速率之间的倍数关系,可适用于中低速率下的非归零电平码(NRZ-L)、非归零传号码(NRZ-M)、非归零空号码(NRZ-S)、分相电平码(SPL)、分相传号码(SPM)、分相空号码(SPS)等多种脉冲编码调制(PCM)码型。此方法已在数字接收设备中实际应用,取得了良好的效果。 展开更多

关键词 软件 位同步 数据恢复

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