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题名一种基于云端加密的FPGA自适应动态配置方法
被引量：5
- 1
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作者
陈利锋
朱路平
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机构
复旦大学计算机国家级实验教学示范中心
[
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出处
《计算机科学》
CSCD
北大核心
2020年第7期278-281,共4页
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基金
“核高基”重大专项(KCH230110)。
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文摘
在需要进行大量数据并行计算的算法(如云计算、机器学习算法、人工智能算法等)中,FPGA作为一种提升性能的重要技术手段,得到了广泛的应用。FPGA配置方式中,需要在存储器中读取配置数据,然后将其写入FPGA中。作为技术成果的实际体现,FPGA的配置数据可能被非法获取,从而导致研究成果泄露的问题。为了较好地应对这个问题,文中提出了一种有效的基于云加密的FPGA配置方法。该方法通过云端加密APP对配置数据文件进行加密管理,在需要配置FPGA的时候,由微处理器通过云端服务器的访问端口获取加密的配置数据,并使用内置在微处理器的解密算法进行解密,然后用解密后的数据对FPGA进行动态配置。该方法将FPGA的配置数据存储于云端服务器,在云服务器上通过加密手段进行严格的数据保护和文件保护,由此提供了灵活而强大的加密保护功能;微处理器从云端通过加密通道获取数据,将加密数据解密后再用于FPGA的配置,整个过程中配置数据都是处于加密状态,数据泄密的风险得到了有效控制。这样,既实现了对配置数据最大限度保护,防止其被非法获取和使用,又实现了对FPGA的远程动态配置。所提方法在阿里云和腾讯云平台得到了实际验证,其不仅保密效果好,而且能灵活配置。
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关键词
fpga动态配置
云存储安全
对称加密
非对称加密
数据保护
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Keywords
Dynamic configuration of fpga
cloud storage security
Symmetric encryption
Asymmetric encryption
Data protection
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分类号
G201
[文化科学—传播学]
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题名一种地基云图分类算法及硬件加速实现
被引量：1
- 2
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作者
冯琳
宋文强
徐伟
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机构
南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心
南京信息工程大学江苏省气象探测与信息处理重点实验室
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出处
《电子测量与仪器学报》
北大核心
2025年第2期21-31,共11页
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基金
国家重点研发计划政府间/港澳台重点专项(2021YFE0105500)
江苏省研究生科研与实践创新计划项目(SJCX24_0470)资助。
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文摘
地基云的自动观测和识别对分析大气运动趋势和天气预测具有指导意义。针对目前地基云图分类算法准确率不高、在嵌入式终端部署困难的问题,提出了一种基于残差网络结构的地基云图分类网络模型GBcNet及基于ZYNQ的硬件实现架构,PS端用于加载模型的权重参数和云图数据,PL端实现DDR3读写控制和GBcNet的硬件加速。设计了滑窗、卷积层、池化层、批量归一化层和全连接层等模块的加速IP核。实验在CCSN数据集上进行,结果表明,提出的模型在PC端的准确率达到96.02%。采用现场可编程门阵列(FPGA)硬件加速后,准确率仍然保持在94.5%。与PC端模型的识别率相比,各云类的识别精度损失均不超过3%,整体精度损失小于1.5%;FPGA的最大资源占用不超过48%,单张地基云图推理时间为0.13 s。相较于现有地基云的识别方法,识别准确率高且推理时间较短。提出的识别模型和硬件加速方法为便携式地基云观测设备的研制提供了一种参考方案。
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关键词
图像分类
地基云图
硬件加速
fpga
残差网络
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Keywords
image classification
ground-based cloud image
hardware acceleration
fpga
ResNet
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分类号
TP391
[自动化与计算机技术—计算机应用技术]
TN919.8
[电子电信—通信与信息系统]
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题名基于FPGA云的实时图像处理在线验证平台设计
被引量：3
- 3
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作者
黄继业
刘鑫
董哲康
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机构
杭州电子科技大学电子信息学院
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出处
《实验室研究与探索》
CAS
北大核心
2022年第11期66-70,80,共6页
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基金
国家自然科学基金项目(62001149)。
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文摘
针对FPGA图像处理算法快速验证问题,设计了基于FPGA云的实时图像处理在线验证平台。平台基于具有FPGA计算加速功能的云服务器搭建,包括硬件逻辑架构和软件驱动框架。其中,前者由图像虚拟捕获模块、图像虚拟输出模块及基于DVP协议的虚拟用户接口构成;后者以OPAE架构为基础,实现用户应用与FPGA逻辑数据交互。该平台以FPGA云服务器上用户图片或视频为激励,图像虚拟捕获模块捕获激励数据,通过虚拟DVP接口发送至用户图像处理模块,处理结果经虚拟DVP接口、图像虚拟输出模块后由软件驱动读取、整合并实时回传,像素时钟100 MHz。经彩色图像高斯滤波在线实验验证,该平台在简化传统验证模式外设架构的同时,能够快速验证用户自定义图像算法模块,提高了图像算法的原型验证效率。
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关键词
fpga云
虚拟用户接口
在线验证平台
开源可编程加速引擎
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Keywords
fpga cloud
virtual user interface
online verification platform
open programmable accelerator engine(OPAE)
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分类号
TN919.81
[电子电信—通信与信息系统]
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题名遥感视频实时云检测的FPGA高效实现方法
被引量：2
- 4
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作者
闫小盼
夏玉立
赵军锁
张玉凤
乔鹏
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机构
中国科学院软件研究所
中国科学院大学
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出处
《计算机应用研究》
CSCD
北大核心
2021年第6期1794-1799,共6页
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文摘
针对目前遥感图像云检测算法及算法运行所需硬件平台复杂度高,无法进行在轨实时检测的问题,提出了一种基于FPGA的面向卫星在轨实时运行的遥感视频云检测方法。首先根据不同的遥感视频输入格式对其自适应降采样处理;其次对顺序流入的图像自适应阈值分割,然后对分割后的图像进行聚类获取云区域,进而提取每一块云区域的特征向量;最后计算整幅图像的云覆盖率和可用度,以此判断是否将图像下传。实验结果表明,在60MHz的时钟下,且CameraLink接口每个时钟周期同时输入两个像素时,822×1096大小的遥感视频云检测速度可达132fps,相对于传统的嵌入式双核CPU,速度提升了6~7倍。该方法可实现卫星在轨实时云检测,极大地缓解了有限的星地数传带宽和巨大的遥感数据量之间的矛盾,大幅提升遥感卫星系统应用效能,具有很强的实用价值。
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关键词
实时云检测
fpga
云覆盖率
图像可用度
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Keywords
real-time cloud detection
fpga
cloud coverage rate
image availability
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分类号
TP391
[自动化与计算机技术—计算机应用技术]
TP274
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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题名基于ZYNQ芯片的基板管理控制器设计与实现
被引量：3
- 5
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作者
马柯帆
李宝峰
周悦锦
武园园
余永兰
多瑞华
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机构
国防科技大学计算机学院
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出处
《计算机工程与科学》
CSCD
北大核心
2024年第2期217-223,共7页
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基金
国家重点研发计划(2021YFB0300101)
并行与分布处理重点实验室基金(2022KJWPDL10)。
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文摘
随着超算、云计算等数据中心的大规模发展,主板的架构日益复杂,成本控制越来越严苛,常用的基板管理控制器(BMC)设计方案可扩展功能有限,迫切需要设计一种低成本且高效的BMC方案。提出一种基于Vivado和Yocto Project的集成开发平台,选用XILINX ZYNQ系列FPGA芯片,采用其内部硬核ARM运行的OpenBMC方案。该设计通过AXI总线扩展外设,可扩展性强、灵活性高,从而实现BMC与FPGA的双重管理二合一,节约了主板的空间与成本。
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关键词
ZYNQ
超算
OpenBMC
云计算
fpga
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Keywords
ZYNQ
supercomputing
OpenBMC
cloud computing
fpga
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分类号
TP303
[自动化与计算机技术—计算机系统结构]
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题名基于微服务架构FPGA云平台的并发请求调度机制
被引量：5
- 6
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作者
奚智雯
蔡晶晶
阳文敏
柴志雷
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机构
江南大学人工智能与计算机学院
江苏虎甲虫计算技术有限公司
江苏省模式识别与计算智能工程实验室
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出处
《计算机工程》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第7期206-213,共8页
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基金
国家自然科学基金(61972180)。
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文摘
基于微服务架构的现场可编程门阵列(FPGA)云平台在被大规模推广后积累了许多用户。针对FPGA云平台存在大量用户并发请求的问题,建立一种基于优先级调度的自定义参数响应指数计算模型。将5个请求关键影响因素作为自定义参数,采用层次分析法确定各参数权重,根据响应指数函数计算各请求的响应指数。在该模型的基础上,设计一种高并发请求调度(HCRS)算法,通过响应指数阈值对请求类别进行划分,使得高优先级请求优先得到处理,次优先级请求加入先进先出队列等待,低优先级请求暂时挂起,从而缩短请求响应时间以及请求响应延时,缓解由高并发请求带来的硬件节点资源分配压力。在真实运营的FPGA云平台中实现该算法并在实际环境中进行测试,结果表明,在并发请求量相同时,与先来先服务调度算法相比,HCRS算法的平均响应延时降低29 074 ms,平均请求响应时间缩短12 605 ms,其在提升系统吞吐量与并发度的同时可以有效优化硬件节点资源利用率。
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关键词
微服务架构
现场可编程门阵列
并发请求
服务质量
云计算
优先级调度
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Keywords
microservice architecture
Field Programmable Gate Array(fpga)
concurrent request
Quality of Service(QoS)
cloud computing
priority scheduling
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分类号
TP391
[自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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题名高性能计算的发展现状及趋势
被引量：50
- 7
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作者
张军华
臧胜涛
单联瑜
石林光
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机构
中国石油大学(华东)地球资源与信息学院
中国石化胜利油田物探研究院
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出处
《石油地球物理勘探》
EI
CSCD
北大核心
2010年第6期918-925,共8页
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文摘
地震勘探是高性能计算最重要的应用领域之一。本文通过跟踪国内外高性能计算机的发展动态,分析地球物理勘探领域对高性能计算的需求和应用现状,展望高性能计算的发展趋势,得出了以下结论和认识:高性能计算机今后发展趋势是向多核方向发展;②目前地震勘探对高性能计算的直接需求是叠前深度偏移、叠前反演和全波形反演,以及单点高密度勘探技术;③GPU技术具有广阔的应用前景,尤其是新建的CUDA架构完善了软件开发环境;④基于FPGAs(Field Programmable Gate Arrays,现场可编程门阵列)的可重构技术,既有硬件的计算性能,又有软件的灵活性,采用此项技术可以大大提高计算速度;⑤受功耗、传统集成电路技术等制约,单CPU性能提高有很大的局限性,开发新材料、完善计算机封装结构成为提高计算性能的新途径,光电二极管(APD)硅光子器件、内存+CPU的MCP封装结构,发展前景看好;⑥云计算(Cloud Computing)是在分布计算、并行计算、网格计算等基础上发展起来的一种全新的数据密集型超级计算模式,该技术将在海量数据的高性能计算方面有很好的应用前景;⑦计算性能的提高依赖于软硬件一体化整体发展,目前硬件技术发展日新月异,但软件开发及应用相对滞后,大力发展软件产业是解决以上问题的必由之路。
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关键词
高性能计算
GPU
fpgaS
云计算
高密度勘探
叠前深度偏移
全波形反演
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Keywords
high performance calculation,GPU(Graphic Processing Unit),fpgas(Field Programmable Gate Arrays),cloud computing,high density exploration,pre-stack depth migration,full waveform inversion
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分类号
TE
[石油与天然气工程]
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题名云闪定位系统中的数字AGC设计
- 8
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作者
卢舟
孙秀斌
唐昕瑜
肖坤峰
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机构
成都信息工程大学电子工程学院
中国气象局大气探测重点开放实验室
成都傅立叶电子科技有限公司
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出处
《仪表技术与传感器》
CSCD
北大核心
2015年第8期96-99,共4页
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基金
四川省教育厅成果转化重大培育项目(13CZ0011)
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文摘
在云闪定位系统中,天线接收的闪电辐射源信号会因为云闪与天线的距离、闪电电磁辐射的强弱等因素而不稳定。为了使系统接收到的电磁辐射信号保持在一定动态范围内,本文介绍了一种基于FPGA和数控衰减器的数字AGC系统,给出了硬件电路总体设计方案以及各部分电路的设计方法,并且详细介绍了基于切比雪夫逼近法的数字AGC功率估计算法以及AGC算法实现流程。该设计方案实现了对云闪信号的数字自动增益控制,为云闪定位系统中的数控AGC工程实现提供了一种切实可行的方案。
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关键词
云闪定位
数字自动增益控制
切比雪夫多项式
fpga
AD9446
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Keywords
cloud lightning location
digital automatic gain control
Chebyshev polynomial
fpga
AD9446
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分类号
TN911.7
[电子电信—通信与信息系统]
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题名基于蚁群优化算法的虚拟现场可编程门阵列部署策略
被引量：1
- 9
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作者
许英鑫
孙磊
赵建成
郭松辉
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机构
信息工程大学
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出处
《计算机应用》
CSCD
北大核心
2020年第3期747-752,共6页
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基金
国家重点研发计划项目(2016YFB0501900)~~
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文摘
针对可重构密码资源池中,如何在最少的现场可编程门阵列(FPGA)上部署虚拟FPGA(vFPGA)的问题,结合FPGA的工作特点和应用场景的需求,在传统蚁群算法的基础上进行了优化,提出了一个基于蚁群优化(ACO)算法的vFPGA部署策略。首先,通过赋予蚂蚁资源状态感知的能力实现各个FPGA之间的负载均衡,同时避免频繁的vFPGA迁移;其次,设计预留空间,有效减少因为租户需求动态变化带来的服务等级协议(SLA)冲突;最后,对CloudSim进行功能扩展,使用合成的工作流进行仿真实验,对该策略性能进行评估。实验结果表明,所提策略可以在保证系统服务质量的前提下,提高FPGA资源利用率,减少FPGA使用量。
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关键词
云计算
现场可编程门阵列虚拟化
虚拟现场可编程门阵列部署
蚁群优化算法
局部可重构
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Keywords
cloud computing
Field Programmable Gate Array(fpga)virtualization
Virtual fpga Placement(VFP)
Ant Colony Optimization(ACO)algorithm
partial reconfiguration
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分类号
TP393.0
[自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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