关键词： 云计算   多处理器虚拟化   安全研究   对等协作  

摘要： 为了解决云计算过程中出现的计算效率低,功能和模块单一的问题,多处理器虚拟化云计算应运而生。云计算应用保护系统可以做到直接控制硬件资源,这不仅能够最大限度的提高系统的工作效率,而且能够提云计算的安全性。

关键词： UEFI   IA32and64体系架构   内存管理   中断和异常管理   多任务管理   多处理器机制  

摘要： UEFI（Unified Extensible Firmware Interface）是下一代计算机固件接口标准，旨在替代传统的BIOS，Intel最新发布的基于UEFI标准的开源项目是EDKII（EFI DevelopmentKit）框架。随着UEFI的进一步推广和开源化，越来越多的BIOS厂商和研发机构参与了UEFI的研究和开发。然而，受限于知识产权的保护，有关UEFI框架下IntelIA32and64体系架构的多处理器的研究和开发工作仍然主要由Intel工程师完成，而且在EDKII框架中多处理器固件驱动是作为程序二进制文件存在的，这就造成了有关IA32and64多处理器研究方面的局限性，对于多处理器固件驱动开发也没有系统的指导。 本论文所研究的就是基于IntelIA32and64体系架构的Intel Xeon-E5多处理器各个功能模块的实现机制，并基于此实现Xeon-E5多处理器的UEFI固件驱动开发。现代软件工程中驱动开发项目一般都要遵循相关的开发说明书，本课题的开发过程也大量参考了IA32and64体系架构的软件开发手册和规范说明书，在具体的程序开发中采用模块化的程序设计方法对要实现的各个功能分别设计和实现。论文中重点描述了各个功能所管理和使用的数据结构和寄存器，并研究和分析了各个功能模块具体的实现机制，最后用伪代码实例的形式阐述如何用代码实现多处理器的各项功能。 本项目开发所使用的是配置IntelXeon-E5双处理器的最新服务器平台，目前基于SandyBridge核心的Xeon处理器是服务器平台所采用的最新的处理器，遵循IA32and64体系架构。本论文中研究和实现了IA32and64体系架构中定义的几乎全部的功能，除此之外，论文中创新性的对多处理器的通信和管理机制的作了详细的研究并给出了伪代码实例，为多处理器机制的开发提供了一定的参考价值。

关键词： 涡街流量计   系统设计   硬件设计  

摘要： 由于涡街流量计具有介质适应性强、无可动部件、结构简单等特点,因此在工业及农业领域得到了广泛应用.但随着总线技术和分布式控制系统的发展,传统涡街流量计采用的模拟信号处理方法及抗干扰能力,无法满足系统实时性、稳定性、可靠性的要求.本文针对涡街流量计在低流速测量和信号输出方面存在的问题,介绍基于多处理器技术的带PROFIBUS-DP接口的涡街流量计的开发过程.

关键词： 实时系统   多处理器系统   调度策略   混合实时调度   公平调度  

摘要： 随着多处理器的普及和发展,实时系统也越来越多的应用于多处理器系统环境下,多处理器的实时任务调度问题也越来越受到人们的关注,实时调度相关的理论和技术已不仅仅停留在研究室中,也越来越多地被广泛应用于嵌入式系统、自动化控制等领域,但是多处理器的实时任务调度还不成熟,尚不能满足复杂的多处理器系统环境。因此,有必要对这一课题进行长期的关注和研究。 本文首先介绍了有关实时系统和实时调度的研究背景和当前发展现状,归纳总结了实时调度的相关基本理论知识,全面介绍和分析了当前使用较为广泛的单处理器、多处理器系统实时调度算法,以及混合实时调度的理论和算法,研究和分析了多处理器的两种实时调度方法及相关算法,重点对基于全局调度的比例公平调度算法(PFair)的调度原理和性能进行了研究,分析了PFair算法存在的两个问题：频繁上下文转换和任务迁移,以及调度时间消耗较大。针对这两个问题对PFair调度算法进行了相关算法改进,使用处理器分组算法和边界调度的思想形成了一种边界公平调度算法(BFair),通过实验测试验证了该算法的可行性和有效性。同时,面对当前周期性和非周期性任务并存的混合实时系统环境,使用改进后的BFair算法和服务器思想形成了多处理器混合实时任务的调度策略,通过实时任务实例检验了调度策略的可行性。最后总结了改进算法和调度策略存在的一些不足以及将来的后续工作,并请专家老师们给予批评指正。

关键词： DM   DVFS   Multiprocessor   Real-time systems   RM   Scheduler  

摘要： Multi-processors are used for high performance scientific computing, where each processor is assigned the same or different workload. Real-time systems are those systems that must complete the given operation in the given time or deadline. A number of scheduling algorithms are proposed in the literature that are optimal on uni-processor systems and are modified for scheduling over multi-processors. In this paper we propose a new scheduling algorithm SC-WITH-DVFS for multi-processors having four properties. The first one is that energy efficiency is obtained by dynamically scaling the frequency of each processor. The 2^nd one is to schedule the most important tasks first by reducing the drawback of RM and DM and 3^rd one to extend the concept of [1], for multi-processors the 4^th one is to use TL_PLANE and task splitting techniques for load balancing to further enhance the power consumption. Proposed algorithm is verified for high efficiency for multi-processor real-time systems using mathematical modeling and simulation results. © IDOSI Publications, 2013.

关键词： Energy Consumption   Job allocation   Multiprocessor systems   Task dependent  

摘要： With the necessity of increased processing capacity with less energy consumption;power aware multiprocessor system has gained more attention in the recent future. One of the additional challenges that is to be solved in a multi-processor system when compared to uni-processor system is job allocation. This paper presents a novel task dependent job allocation algorithm: Energy centric- Allocation (Ec-A) and Rate Monotonic (RM) scheduling to minimize energy consumption in a multiprocessor system. A simulation analysis is carried out to verify the performance increase with reduction in energy consumption and required number of processors in the system. © IDOSI Publications, 2013.

关键词： 微处理器  

ISBN: (纸本)9787111418580

摘要： 本书从原理和实践两个方面全面阐述了多处理器编程的指导原则，包含编制高效的多处理器程序所必备的算法技术。此外，附录提供了采用其他程序设计语言包(如c#、c及c++的pthreads库)进行编程的相关背景知识以及硬件基础知识。

关键词： 无损检测器   ANSYS仿真   涡流传感器   多处理器   时频分析  

摘要： 金属无损检测作为工业发展必不可少的有效方法,在一定程度上反映了一个国家的工业化水平。设计一种集信息采集、存储和处理等多项功能为一体的便携式金属无损检测器,从而扩展无损检测技术的应用空间。脉冲涡流是近几年迅速发展起来的一种无损检测新技术,其宽频谱的激励式可获得较多缺陷信息,因而成为无损检测领域中研究热点之一。本文在分析了国内外脉冲涡流无损检测技术研究现状基础上,对便携式脉冲涡流检测装置进行了创新改进,并利用基于时频分析数据处理方法对结果进行分析。主要工作如下：首先本文简要介绍了涡流检测原理,趋肤深度等基本概念,由此引入脉冲涡流检测技术原理,并以管道为例,利用ANSYS软件进行脉冲涡流检测三维有限元仿真,对影响涡流传感器的各个因素进行仿真,由仿真结果得出：线圈尺寸、脉冲频率、占空比及电压大小对脉冲涡流检测效果有着不同的影响,为后文装置设计和算法分析奠定了基础。然后,本着微型化,节能化,精确化的原则,本文设计了一个完整的、新型的脉冲涡流检测数据收集装置。对以往的传感器数据采集装置改进之处在于,本装置的总体结构是采用MSP430系列芯片组成了多处理器结构;其中,各模块之间通过I2C总线相连接,采用的传感器类型是同轴三线圈涡流检测器,AD采样利用的是片内资源。从而使得装置具有省电、体积小、稳定性高以及测量距离远等优点,提升了装置的实用性。最后,本文在分析了多种时频分析方法的特点之后,采用伪Wigner-Ville 分布 (Pseudo Wigner-Ville Distribution, PWVD)以及平滑的伪Wigner-Ville分布(Smoothed Pseudo Wigner-Ville Distribution, SPWVD)方法对脉冲涡流检测数据进行理论上的缺陷分析,并综合这两种方法设计了一个完整的脉冲涡流缺陷识别和分类的具体工程方法。总之,本文设计了一个便携式脉冲涡流无损检测数据收集以及处理的总体系统,在工程应用中具有很强的实用价值。

关键词： 自动化专业   综合实验教学平台   多对象   多处理器  

摘要： 针对本校自动化及相关专业的实验室现状,结合主干课程教学内容,自主研究设计了一种自动化专业综合创新实验教学平台。该平台面向多种实际工业对象,基于单片机、ARM、DSP等多种处理器,实现温度、压力以及转速的测量与控制,同时集成了七段数码管、LED灯、按键输入、触摸屏、LED点阵、D/A输出、智能化以及总线接口等丰富的功能模块,即可完成基础性的实验,也可开发综合性、设计性和创新性实验,满足不同层次学生的主干课程的实验要求。 本文主要围绕自动化专业相关课程教学要求和实验目的,设计了涵盖本专业大部分课程实验的综合实验平台,完成了主要实验的对象分析、硬件设计、软件设计以及控制算法的研究。实验平台目前使用的微处理器有单片机STC89C52、ARM7系列S3C4480和DSP TMS320LF2407,传感器有：温度传感器有K型热电偶、AD590、Pt100和数字温度传感器DS18B20;测量转速的光电型旋转编码器;测量压力的称重传感器,实验平台按照模块化设计思想将多种传感器的测量电路、信号调理电路、控制电路以及各种接口电路分成一个个电路模块。各种电路模块都有相应输入输出接口,通过跳接线实现模块之间的连接搭配,组成综合实验系统,同时又保证了一些模块可多次使用的功能,如基于仪表放大器的AD623放大电路模块,基于运算放大器的电压跟随和有源滤波电路模块等。实验结果可以在中显公司的带触摸屏的VTK系列智能型显示器上,或者通过串口送到上位机在LabVIEW设计的交互界面上显示。 综合实验平台软件部分有下位机软件和上位机软件组成,同样采用模块化的程序设计方法。各个实验系统下位机的程序设计思路大同小异,都主要包括主程序、检测以及输入显示等子程序模块。下位机采集的数据通过串口通信将送至上位机,上位机主要完成人机交互界面的设计,在人机交互界面上实现数据或命令的输入、显示、存储以及控制等功能。 自动化专业综合实验平台目前已交学校验收,已有两届学生在实验平台上完成《传感与检测技术》课程实验,其它课程实验正在逐渐开放,并对学生依附本实验平台的毕业设计、课外创新设计等提供了方便。

关键词： 片上多处理器   双模式融合通信   多层次并行   局部自适应路由   拓扑结构  

摘要： 传统单核处理器受到功耗及制造工艺的限制,已无法通过提升主频来满足高性能嵌入式应用的需求。因此,学者们提出了片上多处理器系统的研究方向。与多处理器系统相比,片上多处理器系统将处理单元集成在单颗芯片中,减少了通信代价,降低了功耗,进一步提升了系统的整体性能。因此,片上多处理器系统是未来计算机发展的方向和必然趋势。随着研究的不断深入,越来越多的应用被映射到片上多处理器系统中,然而此过程所遇到的一些问题冲击了现有的系统架构,此类问题的核心是如何保证和提高系统的并行效率。为此,本文从通信机制、设计模型、路由算法、拓扑结构等关键领域,展开了深入的研究,并取得了如下创新性成果：(1)提出了一种双模式融合的通信机制。处理器间的通信机制是影响片上多处理器系统性能的关键因素,针对已有通信机制存在通信效率低的问题,提出了一种双模式融合通信机制。该机制根据处理器间交互数据的特征,将其划分为控制类消息和数据类消息,分别采用独立的通道完成传输。基于双模式融合通信机制,提出了复制-分治的任务并行化模型,通过预先对任务复制,减少运行时处理器问的调度开销。基于可重构平台,对双模式融合通信机制进行了实现,并以粒子滤波跟踪算法为例,进行了任务并行化设计。测试结果表明,双模式融合通信机制能够显著提升处理器间的数据交互能力,降低并行开销,提高系统整体的并行效率。(2)提出了一种多层次并行的设计模型。根据应用需求设计合理的系统架构及任务调度方式,是提高异构片上多处理器系统性能的关键。已有的设计模型虽然可以提高系统的并行性,但仍然没有摆脱宏观串行、局部并行的模式。针对以上问题,提出了一种多层次并行的设计模型。将异构系统的设计分解为系统级、事务级和语句级三个层次,通过逐层深入、逐步分解的方式挖掘任务的并行性,提高系统整体性能。以多层次并行模型为基础,基于可重构平台,设计并实现了AVI视频编码及存储系统。测试结果表明,多层次并行模型有效的解决了异构片上多处理器系统的设计问题,提高了系统并行效率。(3)提出了一种基于阻塞感知的局部自适应路由算法。已有路由算法对拓扑网络利用率低,数据包路由过程容易产生局部阻塞,针对此问题,提出了一种基于阻塞感知的局部白适应路由算法。该路由算法采取全局维序、局部自适应的规则,在路由节点间增加阻塞反馈信号,对邻近区域的网络状态进行监控,并能够根据实际情况动态调整路由路径。理论分析及仿真结果表明：该算法具有较高的数据吞吐率和较强的自适应能力。基于可重构平台,对本文提出的算法和XY路由算法进行了实现。对比测试表明,采用本文所提出的算法进行路由时,有多条最短路径可以选择,降低了单一链路的负载。同时,当网络出现阻塞时,可有效的绕过阻塞区域,提高系统的并行性。(4)提出了一种基于折半思想的拓扑结构。NoC型片上多处理器系统中,主节点与其它节点的数据交互频率要远高于普通节点间的交互频率,而目前的拓扑结构研究并没有面向这一特征进行优化设计。针对此问题,提出一种新型的拓扑结构Half-Mesh。该拓扑通过增加行、列头节点与普通节点间横向、纵向长连线,缩短了头节点与同维的中心节点间距离,继而减小了整个NoC网络的平均路径长度。针对Half-Mesh拓扑结构,提出了HTF-XY路由算法,采取分区路由策略,既缩短了不同区域内节点间的路径长度,又提升路由的自适应性。基于可重构平台,实现了网络规模为7×7的Half-Mesh拓扑结构及HTF-XY路由算法。测试结果表明,Half-Mesh拓扑结构提升了头节点与其它节点的交互能力,降低了整个片上网络的路由延迟,提高系统的并行性。