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一种用于公钥密码系统的新型可变Radix快速乘法硬件算法
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作者 盖伟新 徐葭生 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1995年第11期77-80,共4页
本文提出了一种新型的可变radix快速乘法硬件算法,算法中,采用了二进制数的冗余数表示方法,使二个大数(大到512bit位或更大)的相加在O(1)时间内完成而无需等待进位;其次,提出了可变radix快速乘法思想,使算... 本文提出了一种新型的可变radix快速乘法硬件算法,算法中,采用了二进制数的冗余数表示方法,使二个大数(大到512bit位或更大)的相加在O(1)时间内完成而无需等待进位;其次,提出了可变radix快速乘法思想,使算法比radix-4的乘法算法速度提高33%,比radix-8的乘法算法速度提高11%而硬件实现更为简单,算法还能克服在较坏和最坏条件下,radix-8乘法算法速度严重下降的缺陷,是一种可以作为核心运算有效地使用在许多公钥密码体制(如RSA)硬件VLSI实现中的新型快速算法。 展开更多
关键词 冗余符号数 信息加密 硬件算法 公钥密码
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多边形填充硬件算法的研究与实现 被引量:5
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作者 刘洋 李庆诚 白振轩 《天津师范大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2010年第1期19-22,共4页
提出一种多边形填充的硬件算法,并通过在Xilinx公司生产的Vertex2 Pro实验板上进行验证,证明该算法的可行性及其良好高效性.
关键词 多边形填充算法 硬件加速算法 协处理IP核 VERILOG语言 嵌入式开发套件(EDK)
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一种基数为4的高基数SRT立方根算法设计与实现
3
作者 赵彩虹 刘梓璇 周建涛 《计算机工程与科学》 北大核心 2025年第2期228-237,共10页
SRT立方根算法在多媒体、计算机图形学等领域发挥着重要作用。虽然现有算法可通过增加基数以加快计算速度,但仍存在初始化处理缺乏、商位选择表设计复杂及实现困难的问题。研究设计并实现基数为4的SRT立方根算法。首先,提出一种高基数SR... SRT立方根算法在多媒体、计算机图形学等领域发挥着重要作用。虽然现有算法可通过增加基数以加快计算速度,但仍存在初始化处理缺乏、商位选择表设计复杂及实现困难的问题。研究设计并实现基数为4的SRT立方根算法。首先,提出一种高基数SRT立方根初始化算法,保证后续迭代计算的可执行性;设计基数为4的SRT立方根算法的商位选择表,为商位选择提供必要条件;优化即时转换算法,能够避免转换过程中出现多次进位的情况。其次,基于PyRTL工具改进并实现了上述基数为4的SRT立方根算法,有效缓解了高基数SRT立方根算法困难的问题。最后,与现有基数为2的SRT立方根算法进行对比,以证明该算法的有效性和优越性。 展开更多
关键词 SRT立方根算法 高基数 商位选择表 硬件算法
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使用可进化核在线进化算法级数字硬件系统 被引量:4
4
作者 姚睿 王友仁 +1 位作者 于盛林 高桂军 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2009年第1期188-192,共5页
提出一种基于可进化实时可参数化核(RTP核)的算法级数字硬件在线进化设计方法,可根据用户设计实时改变软I核的功能.给出可进化RTP核的概念和模型,并以HDB3编码器设计为例,给出可进化RTP核的进化设计方法和基于可进化RTP核的数字系统设... 提出一种基于可进化实时可参数化核(RTP核)的算法级数字硬件在线进化设计方法,可根据用户设计实时改变软I核的功能.给出可进化RTP核的概念和模型,并以HDB3编码器设计为例,给出可进化RTP核的进化设计方法和基于可进化RTP核的数字系统设计方法.使用可进化RTP核可以实现任意算法级数字硬件系统的在线进化、自适应与自修复,为进化硬件的工程应用提供了一种可行的实现方法. 展开更多
关键词 进化硬件 JBits 可进化核 在线进化 算法硬件
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一种Montgomery模幂乘硬件流水线实现算法
5
作者 李占才 涂序彦 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2002年第19期114-115,118,共3页
文章提出了一种基于Montgomery算法的模幂乘硬件流水线实现算法,该算法的核心是把模N乘上一个系数,使倍增后的模之低若干位(二进制)全为1,然后用倍增后的模进行Montgomery算法模幂乘运算。采用该算法,可以设计出用于实现RSA的高频流水... 文章提出了一种基于Montgomery算法的模幂乘硬件流水线实现算法,该算法的核心是把模N乘上一个系数,使倍增后的模之低若干位(二进制)全为1,然后用倍增后的模进行Montgomery算法模幂乘运算。采用该算法,可以设计出用于实现RSA的高频流水线运算部件。 展开更多
关键词 模幂乘硬件流水线实现算法 MONTGOMERY算法 RSA算法 信息安全
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基于ARM的硬件压缩算法在Spark中的性能研究
6
作者 朱常鹏 汤景仁 +3 位作者 梁昀 张小川 韩博 赵银亮 《计算机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期2626-2650,共25页
鲲鹏920 CPU是2021年面世、全球第一款基于7纳米制造工艺的ARM 64位CPU,该CPU内置一个名为KAEzip的硬件加速引擎,其核心是一个硬件压缩算法,能通过硬件提升压缩与解压缩性能.相关研究表明,压缩算法的硬化与传统软件压缩算法相比具备明... 鲲鹏920 CPU是2021年面世、全球第一款基于7纳米制造工艺的ARM 64位CPU,该CPU内置一个名为KAEzip的硬件加速引擎,其核心是一个硬件压缩算法,能通过硬件提升压缩与解压缩性能.相关研究表明,压缩算法的硬化与传统软件压缩算法相比具备明显性能优势.但大数据领域中的基础性系统软件都无法识别和使用这类算法.因此研究评估硬件压缩算法在大数据环境下的性能,发现揭示制约这类算法性能的关键因素以及可能存在的缺陷具有重要意义.为此,本文首先提出一种基于“生产-消费”模型的Spark任务性能模型,形式化地表示多维资源、压缩算法和Spark任务性能之间的内在关系,从理论上分析揭示出Spark下影响压缩算法性能的关键因素.然后提出一种三层架构支持Spark识别使用硬件压缩算法.这种分层架构为进一步调优硬件压缩算法在Spark中的性能提供了灵活性,也能复用到其他大数据系统软件.在此基础上本文以KAEzip为实验对象,使用经典Spark基准测试程序全面评估它在Spark中的性能,结合性能模型分析挖掘制约KAEzip性能的关键因素与根源.对KAEzip的测试表明:(1)硬件压缩算法可有效提升Spark性能。比如,KAEzip比snappy有最多13.8%的压缩性能优势、最多7%的解压优势和最多5.7%的实际应用场景下的性能优势;(2)磁盘的数据传输率与硬件压缩算法性能之间的不匹配是制约硬件压缩算法性能的重要因素;(3)压缩算法在Spark中的运行机制更易导致CPU的数据处理能力与硬件压缩算法性能不匹配,也制约着硬件压缩算法的性能.测试结果也表明KAEzip在压缩小数据时会导致数据膨胀问题.为此,本文扩展三层架构分析揭示出导致该问题的根源,并结合压缩算法在Spark中的运行机制提出一种优化方法.硬件压缩算法作为压缩算法领域的新研究方向,本文的研究工作不仅可广泛用于优化内置于CPU中的硬件压缩算法在Spark下的性能,也有助于持续演化完善KAEzip和鲲鹏920 CPU. 展开更多
关键词 鲲鹏920 CPU KAEzip 大数据 SPARK 硬件压缩算法 根源分析
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路径规划算法的高层综合设计研究
7
作者 赖李洋 郑锫骏 +1 位作者 梁海成 李华伟 《电子与信息学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期4132-4140,共9页
随着机器人自动导航技术的快速发展,基于软件实现的路径规划算法在实时性上已无法满足许多应用场景的需求,这就要求对算法进行快速高效的硬件定制,从而获得低延时的性能加速。该文以机器人路径规划中的经典A*算法为对象,通过构建面向硬... 随着机器人自动导航技术的快速发展,基于软件实现的路径规划算法在实时性上已无法满足许多应用场景的需求,这就要求对算法进行快速高效的硬件定制,从而获得低延时的性能加速。该文以机器人路径规划中的经典A*算法为对象,通过构建面向硬件设计的C/C++数据结构和函数流程优化,采用高层综合(HLS)实现快速的硬件架构探索和选取较优的设计方案,并完成硬件FPGA综合。实验数据表明,相较于传统寄存器传输级(RTL)开发模式,基于HLS开发模式的路径规划算法在FPGA实现上在开发效率、硬件性能和资源占用率上都有显著提升,验证了高层综合在硬件定制中的可行性和成本优势。 展开更多
关键词 机器人自动导航 路径规划算法 高层综合 算法硬件加速
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基于循环平稳检测算法SSCA的FFT模块设计 被引量:2
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作者 邓正宏 徐继伟 +1 位作者 周岩 乔洪海 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期706-709,共4页
通过对循环平稳检测算法的分析,对基于SSCA算法的FFT模块进行设计并验证时序。首先,对循环平稳检测算法进行了研究与仿真,比较了现存的几种循环平稳检测方法的复杂度。其次,选择SSCA算法,提出了一种流水线工作方式的定常构形FFT模块的... 通过对循环平稳检测算法的分析,对基于SSCA算法的FFT模块进行设计并验证时序。首先,对循环平稳检测算法进行了研究与仿真,比较了现存的几种循环平稳检测方法的复杂度。其次,选择SSCA算法,提出了一种流水线工作方式的定常构形FFT模块的设计方案。最后,在开发环境QuartusⅡ进行模块的构建,在仿真软件ModelSim环境下进行时序验证,从而实现了算法硬件化。 展开更多
关键词 循环平稳检测算法 SSCA FFT模块 算法硬件
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基于聚类和K近邻算法的井下人员定位算法 被引量:13
9
作者 莫树培 唐琎 +2 位作者 汪郁 赖普坚 金礼模 《工矿自动化》 北大核心 2019年第4期43-48,76,共7页
针对现有基于指纹模的井下定位算法存在的计算量大、实时性低、定位精度较低的问题,提出了基于聚类和K近邻算法的井下人员定位算法。用二分k-means聚类算法对采集的RSSI数据进行分类,建立离线指纹数据库;无线移动终端和动态修正器实时采... 针对现有基于指纹模的井下定位算法存在的计算量大、实时性低、定位精度较低的问题,提出了基于聚类和K近邻算法的井下人员定位算法。用二分k-means聚类算法对采集的RSSI数据进行分类,建立离线指纹数据库;无线移动终端和动态修正器实时采集RSSI值,分别存储到在线定位数据库和动态修正数据库;根据待测点和动态修正器的离线数据和实时数据,采用软硬件动态修正加权K近邻算法计算权重值,结合离线指纹数据库中待测点的物理位置信息估算其实时位置。实验分析结果表明,所提定位算法的最小标准误差为0.46m,最大标准误差为3.26m,平均误差为1.62m。对比分析结果表明,与未进行聚类分析的算法相比,本文算法的精度更高,实时性更好;与未动态修正权重值的算法相比,本文算法的运算时间略有增加,但定位精度提高了37.21%。 展开更多
关键词 井下人员定位 指纹定位 二分k-means聚类算法 硬件动态修正加权K近邻算法 动态修正
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一种实现全父辈交叉遗传算法的神经计算模型
10
作者 龚道雄 阮晓钢 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2004年第15期13-16,174,共5页
该文提出了一种实现二值编码全父辈交叉遗传算法的神经计算模型GAnn。GAnn将遗传算法的迭代循环结构通过一组由神经元模块所组成的反馈回路实现,并给出了实现二值编码全父辈交叉操作以及突变操作的人工神经元和神经网络拓扑结构。该文... 该文提出了一种实现二值编码全父辈交叉遗传算法的神经计算模型GAnn。GAnn将遗传算法的迭代循环结构通过一组由神经元模块所组成的反馈回路实现,并给出了实现二值编码全父辈交叉操作以及突变操作的人工神经元和神经网络拓扑结构。该文通过实验结果验证了GAnn的可行性。GAnn综合了硬件遗传算法和并行遗传算法的优点,这对于用硬件实现遗传算法,显式地实现遗传算法的内在并行性,提高遗传算法的实时性,拓宽遗传算法应用领域的研究具有积极的意义。 展开更多
关键词 遗传算法 神经网络 优化计算 并行遗传算法 硬件遗传算法
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基于SRAM的并行路由算法搜索芯片设计
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作者 张兵 沈浩杰 +2 位作者 项耀阳 靳新波 温芝权 《半导体技术》 CAS 北大核心 2020年第7期499-504,535,共7页
针对三态内容可寻址存储器(TCAM)高成本、高功耗、路由表更新维护复杂以及搜索结果返回单一等问题,提出了一种使用静态随机存储器(SRAM)和自适应矩阵硬件算法逻辑的搜索芯片设计新技术。该技术使用SRAM快速存储路由表项等信息,使用硬件... 针对三态内容可寻址存储器(TCAM)高成本、高功耗、路由表更新维护复杂以及搜索结果返回单一等问题,提出了一种使用静态随机存储器(SRAM)和自适应矩阵硬件算法逻辑的搜索芯片设计新技术。该技术使用SRAM快速存储路由表项等信息,使用硬件逻辑实现软件算法逻辑功能以提高芯片处理速度。搜索芯片基于UMC 40 nm低功耗1P8M CMOS工艺制造,核心电压为1.1 V,I/O电压为3.3 V,总体芯片面积为200 mm^2。测试结果表明,芯片路由查找时可以快速命中和返回12个并行搜索结果,单搜索性能为500 Msps(million search per second),并行搜索性能为6 Bsps(billion search per second),可用于骨干网络建设和通信领域。 展开更多
关键词 路由查找 三态内容可寻址存储器(TCAM) 并行搜索 静态随机存储器(SRAM) 硬件算法逻辑
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用于焦平面测试系统的高效高精度数据采集方法与实现 被引量:3
12
作者 黄大骏 王永纲 +2 位作者 张丽君 朱文松 卢潇鸣 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期305-309,371,共6页
通过分析焦平面测试中各种性能参数对数据要求的特点,提出了一种区别于传统的高效数据采集方法,并采用ADI最新发布的16位高性能ADC,设计了基于该方法的高效高精度采集系统.通过内嵌的"RMS硬件算法"和外部SRAM的特殊组合,在兼... 通过分析焦平面测试中各种性能参数对数据要求的特点,提出了一种区别于传统的高效数据采集方法,并采用ADI最新发布的16位高性能ADC,设计了基于该方法的高效高精度采集系统.通过内嵌的"RMS硬件算法"和外部SRAM的特殊组合,在兼容传统测试系统的同时,大大提高了系统的测试效率.经碲镉汞(HgCdTe)型640×512(15μm)的红外焦平面(IRFPA)联调实验验证,采集系统本底噪声低至75μVrms以下,对基本参数的计算在2s左右即可完成,充分满足高精度高分辨IRFPA对测试系统的苛刻要求,具有很好的应用前景. 展开更多
关键词 红外焦平面 数据采集 测试系统 高效 低噪声 RMS硬件算法 AD7626
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基于可调分组的认证加密实现方案 被引量:2
13
作者 赵福祥 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期144-148,共5页
针对认证加密算法在实际应用中难以生成选择明文攻击的不可区分性问题,结合硬件算法平台,应用数据包标志序号、动态可调密钥计数器等提出一种改进的可调认证加密方案。通过增加小规模硬件部件换取可调因子与加密的并行计算,支持受资源... 针对认证加密算法在实际应用中难以生成选择明文攻击的不可区分性问题,结合硬件算法平台,应用数据包标志序号、动态可调密钥计数器等提出一种改进的可调认证加密方案。通过增加小规模硬件部件换取可调因子与加密的并行计算,支持受资源限制嵌入式设备应用,可实现算法在网络中的平稳运行。实验结果表明,该方案通过并行计算可缩短系统的运行时间,提高系统的整体运行效率。 展开更多
关键词 可调加密模式 硬件算法 选择明文攻击 嵌入式安全 物联网
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电力信号实时处理的集成化设计新方法 被引量:1
14
作者 苏涛 赵峰 卢刚 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2005年第2期74-76,共3页
针对信号处理算法日趋复杂的要求,提出了一种新的设计开发方法,将实时信号处理算法的仿真、编程、调试在 MATLAB 环境下集成为一体,从而将算法设计与低层软、硬件设计完全隔离,使设计对硬件的依赖最小化,减轻了硬件设计负担,加快... 针对信号处理算法日趋复杂的要求,提出了一种新的设计开发方法,将实时信号处理算法的仿真、编程、调试在 MATLAB 环境下集成为一体,从而将算法设计与低层软、硬件设计完全隔离,使设计对硬件的依赖最小化,减轻了硬件设计负担,加快了设计进程,降低了设计风险。这一方法在高速 DSP 平台上实现了电力暂态故障检测。 展开更多
关键词 实时处理 集成化设计 算法硬件隔离
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万兆IPSec协议芯片关键技术研究
15
作者 桂祚勤 崔广财 +1 位作者 林存花 陈浩涓 《信息安全研究》 2020年第2期145-150,共6页
随着网络安全问题日益严重,IPSec安全协议得到了更广泛的应用.采用软件实现IPSec安全协议具有安全性较低、性能不高等特点,而纯硬件实现IPSec安全协议具有灵活性较差、并行性不高等特点.因此,在深入研究IPSec安全协议的基础上,提出一种... 随着网络安全问题日益严重,IPSec安全协议得到了更广泛的应用.采用软件实现IPSec安全协议具有安全性较低、性能不高等特点,而纯硬件实现IPSec安全协议具有灵活性较差、并行性不高等特点.因此,在深入研究IPSec安全协议的基础上,提出一种采用专用指令集处理器结合硬件加速来实现IPSec安全协议的架构,并采用40 nm CMOS工艺对该架构进行了实现验证,该芯片的IPSec处理性能可达到10 Gbps. 展开更多
关键词 网络安全 IPSEC 专用指令集处理器 抗重放 硬件查找算法
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时钟同步方法研究综述 被引量:1
16
作者 赵卫华 杨孟飞 袁艺 《控制工程(北京)》 2005年第5期11-19,共9页
本文对目前比较流行的各种软硬件时钟同步算法进行了简要介绍,分析了它们的工作原理,总结出一些时钟同步算法的评价参数。列表对它们的优缺点进行了对比。
关键词 同步 拜占庭 时钟同步 软件同步算法 硬件同步算法
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A hardware-based algorithm for virtual machine provisioning in a private cloud 被引量:1
17
作者 Amol JAIKAR Gyeong-Ryoon KIM +1 位作者 Dada HUANG Seo-Young NOH 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS 2014年第11期4291-4295,共5页
Cloud computing is becoming a key factor in the market day by day. Therefore, many companies are investing or going to invest in this sector for development of large data centers. These data centers not only consume m... Cloud computing is becoming a key factor in the market day by day. Therefore, many companies are investing or going to invest in this sector for development of large data centers. These data centers not only consume more energy but also produce greenhouse gases. Because of large amount of power consumption, data center providers go for different types of power generator to increase the profit margin which indirectly affects the environment. Several studies are carried out to reduce the power consumption of a data center. One of the techniques to reduce power consumption is virtualization. After several studies, it is stated that hardware plays a very important role. As the load increases, the power consumption of the CPU is also increased. Therefore, by extending the study of virtualization to reduce the power consumption, a hardware-based algorithm for virtual machine provisioning in a private cloud can significantly improve the performance by considering hardware as one of the important factors. 展开更多
关键词 virtualization virtual machine algorithm power consumption data center
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