针对水下无人航行器(underwater unmanned vehicle,UUV)主动声呐系统对信号处理实时性、能效比及集成度的需求,采用模块化设计以及软硬件协同设计思想,提出一种基于异构多处理器片上系统(multi-processor system on chip,MPSoC)的主动...针对水下无人航行器(underwater unmanned vehicle,UUV)主动声呐系统对信号处理实时性、能效比及集成度的需求,采用模块化设计以及软硬件协同设计思想,提出一种基于异构多处理器片上系统(multi-processor system on chip,MPSoC)的主动声呐实时信号处理算法的加速方案。首先研究适合边缘端部署的声呐信号处理算法;然后设计基于MPSoC的加速计算结构,将数字下变频、逆/快速傅里叶变换、波束形成等具有高计算复杂性的处理步骤移植到可编程逻辑端,实现显著加速;最后将目标检测等复杂度较低的步骤部署在处理器系统端,实现更高的灵活性。仿真及湖上试验结果表明,提出的方案可在数据更新周期的41%时间内完成1帧回波数据的实时处理,并可在复杂水下环境下实时有效探测运动目标。该方案在水下UUV主动声呐探测领域具有广阔的应用前景。展开更多
为研究异构多核片上系统(multi-processor system on chip,MPSoC)在密集并行计算任务中的潜力,文章设计并实现了一种适用于粗粒度数据特征、面向任务级并行应用的异构多核系统动态调度协处理器,采用了片上缓存、任务输出的多级写回管理...为研究异构多核片上系统(multi-processor system on chip,MPSoC)在密集并行计算任务中的潜力,文章设计并实现了一种适用于粗粒度数据特征、面向任务级并行应用的异构多核系统动态调度协处理器,采用了片上缓存、任务输出的多级写回管理、任务自动映射、通讯任务乱序执行等机制。实验结果表明,该动态调度协处理器不仅能够实现任务级乱序执行等基本设计目标,还具有极低的调度开销,相较于基于动态记分牌算法的调度器,运行多个子孔径距离压缩算法的时间降低达17.13%。研究结果证明文章设计的动态调度协处理器能够有效优化目标场景下的任务调度效果。展开更多
随着多核处理器片上集成核数的不断增多,并行任务的调度能力越来越成为制约性能提升的关键因素。文章设计一种面向异构多核计算系统的动态任务调度控制器,主要实现动态监控处理单元的负载情况、动态任务唤醒、乱序任务发射、任务写回安...随着多核处理器片上集成核数的不断增多,并行任务的调度能力越来越成为制约性能提升的关键因素。文章设计一种面向异构多核计算系统的动态任务调度控制器,主要实现动态监控处理单元的负载情况、动态任务唤醒、乱序任务发射、任务写回安全管理等功能;研究一种降低计算任务结果数据回写双倍数据速率(double data rate,DDR)外存储器次数的方法,大幅节省了访存开销,进一步提升了计算性能。仿真及性能测试显示,在典型应用场景下,与已有的无动态调度功能的任务发射控制器相比,实现了显示并行化编程向任务并行的自动化控制过渡,编程友好度显著提高,在不同类型的测试案例中,分别提升了11.3%~37.9%的计算性能。展开更多
文摘针对水下无人航行器(underwater unmanned vehicle,UUV)主动声呐系统对信号处理实时性、能效比及集成度的需求,采用模块化设计以及软硬件协同设计思想,提出一种基于异构多处理器片上系统(multi-processor system on chip,MPSoC)的主动声呐实时信号处理算法的加速方案。首先研究适合边缘端部署的声呐信号处理算法;然后设计基于MPSoC的加速计算结构,将数字下变频、逆/快速傅里叶变换、波束形成等具有高计算复杂性的处理步骤移植到可编程逻辑端,实现显著加速;最后将目标检测等复杂度较低的步骤部署在处理器系统端,实现更高的灵活性。仿真及湖上试验结果表明,提出的方案可在数据更新周期的41%时间内完成1帧回波数据的实时处理,并可在复杂水下环境下实时有效探测运动目标。该方案在水下UUV主动声呐探测领域具有广阔的应用前景。
文摘为研究异构多核片上系统(multi-processor system on chip,MPSoC)在密集并行计算任务中的潜力,文章设计并实现了一种适用于粗粒度数据特征、面向任务级并行应用的异构多核系统动态调度协处理器,采用了片上缓存、任务输出的多级写回管理、任务自动映射、通讯任务乱序执行等机制。实验结果表明,该动态调度协处理器不仅能够实现任务级乱序执行等基本设计目标,还具有极低的调度开销,相较于基于动态记分牌算法的调度器,运行多个子孔径距离压缩算法的时间降低达17.13%。研究结果证明文章设计的动态调度协处理器能够有效优化目标场景下的任务调度效果。
文摘随着多核处理器片上集成核数的不断增多,并行任务的调度能力越来越成为制约性能提升的关键因素。文章设计一种面向异构多核计算系统的动态任务调度控制器,主要实现动态监控处理单元的负载情况、动态任务唤醒、乱序任务发射、任务写回安全管理等功能;研究一种降低计算任务结果数据回写双倍数据速率(double data rate,DDR)外存储器次数的方法,大幅节省了访存开销,进一步提升了计算性能。仿真及性能测试显示,在典型应用场景下,与已有的无动态调度功能的任务发射控制器相比,实现了显示并行化编程向任务并行的自动化控制过渡,编程友好度显著提高,在不同类型的测试案例中,分别提升了11.3%~37.9%的计算性能。
