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H.264在多核平台上的并行性分析

哈尔滨工程大学学报 2010年第6期31卷 736-742页

作者：奚杰陈杰刘建敖天勇中国科学院微电子研究所北京100029 河南大学物理与电子学院河南开封475001

针对视频协议H.264,研究了其在多核平台的上的并行性.基于宏块层的数据划分,采用CPU负责熵解码,每个DSP负责计算一个宏块数据的任务分配方式,实现宏块级并行解码H.264.利用邮箱通讯,在DSP间实现处理宏块数据的环形流水线,降低了由于宏... 详细信息

针对视频协议H.264,研究了其在多核平台的上的并行性.基于宏块层的数据划分,采用CPU负责熵解码,每个DSP负责计算一个宏块数据的任务分配方式,实现宏块级并行解码H.264.利用邮箱通讯,在DSP间实现处理宏块数据的环形流水线,降低了由于宏块数据依赖性而引起的DSP间相互等待时间.多核平台相对于单核DSP取得了约3倍的加速比.分别对I帧和P帧进行了并行性分析,指出了其对并行性的不同影响及其影响大小.仿真结果证明了分析的正确性.

关键词：多核 H.264 并行 DSP

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片上异构多核DSP同步与通信的实现

电子科技大学学报 2010年第4期39卷 528-531,536页

作者：刘建陈杰敖天勇许汉荆中国科学院微电子研究所北京朝阳区100029 河南大学物理与电子学院河南开封475001

设计了一个硬件信号量模块,可实现互斥和栅障等同步功能。与使用处理器原子操作指令相比,该方法具有指令数目少、执行效率高的优点。为提高存储器使用效率,基于便笺式存储器的结构特点,设计了具有绝对地址映射和虚拟地址映射两种寻址模... 详细信息

设计了一个硬件信号量模块,可实现互斥和栅障等同步功能。与使用处理器原子操作指令相比,该方法具有指令数目少、执行效率高的优点。为提高存储器使用效率,基于便笺式存储器的结构特点,设计了具有绝对地址映射和虚拟地址映射两种寻址模式的共享程序存储器以支持指令存储空间复用。FPGA实验结果证明,该设计与传统的采用L2缓存方式相比,可以将多核处理器系统的程序性能提高14.7%。

关键词：数字信号处理器硬件信号量共享存储同步

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基于仿射变换的密钥相关S盒构造方法

华中科技大学学报（自然科学版） 2015年第8期43卷 39-42页

作者：敖天勇贺章擎戴葵邹雪城华中科技大学光学与电子信息学院湖北武汉430074 河南大学物理与电子学院河南开封475004 湖北工业大学太阳能高效利用湖北省协同创新中心湖北武汉430068 哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院黑龙江哈尔滨150001

针对现有密钥相关S盒构造方法存在的问题,提出了仿射密钥相关S盒的概念,给出了一种由密钥获得仿射密钥相关S盒的方法及其算法;分析了仿射变换对S盒的密码指标的影响,证明了保持仿射密钥相关S盒代数次数不变的条件.理论分析及实验结果表... 详细信息

针对现有密钥相关S盒构造方法存在的问题,提出了仿射密钥相关S盒的概念,给出了一种由密钥获得仿射密钥相关S盒的方法及其算法;分析了仿射变换对S盒的密码指标的影响,证明了保持仿射密钥相关S盒代数次数不变的条件.理论分析及实验结果表明:利用该方法所获得的密钥相关S盒在非线性度、差分均匀性、抗代数攻击能力、代数次数、代数项数分布、严格雪崩特性等指标上显示出良好的密码学特性,从而有效克服了现有密钥相关S盒构造方法中可能出现弱S盒等不足.

关键词： S盒密钥相关密码特性仿射变换算法

基于CoStar Ⅱ的异构多核DSP设计与实现

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基于CoStar Ⅱ的异构多核DSP设计与实现

作者：敖天勇河南大学

学位级别：硕士

随着通信与多媒体技术的发展,人们对处理器性能提出了更高的要求。但是单核处理器由于功耗及复杂度的限制难以满足日益增长的应用需求。随着集成电路制造工艺水平的迅猛提高,片上多核处理器已成为微处理器的发展趋势。本文设计了一款基... 详细信息

随着通信与多媒体技术的发展,人们对处理器性能提出了更高的要求。但是单核处理器由于功耗及复杂度的限制难以满足日益增长的应用需求。随着集成电路制造工艺水平的迅猛提高,片上多核处理器已成为微处理器的发展趋势。本文设计了一款基于CoStarⅡDSP的片上异构多核DSP。它集成了四个精简版CoStarⅡDSP内核及一个RISC CPU内核;每个内核拥有自己的私有存储器;所有内核共享一个数据存储器;四个DSP内核可动态使用一个共享程序存储器;各内核之间可通过邮箱、信号量及中断等多种机制进行通信与同步。为实现上述异构多核DSP,本文主要进行了如下工作:(1)研究了多核处理器系统特性的需求,对CoStarⅡDSP进行了精简,得到一个满足多核系统设计需要的精简版DSP内核。(2)设计了DSP内核的私有程序存储器和私有数据存储器。(3)设计了共享程序存储器。它既可以按段动态分配给各DSP内核作为私有存储器的扩展,又可以实现子程序代码的共享。(4)设计了多体并行结构的共享数据存储器。该共享数据存储器支持多体并行访问和交叉访问,结合邮箱或信号量能够快速实现内核间数据传递与同步,实现共享变量通信机制,易于实现任务的流水处理。(5)提出了一种具有阻塞同步功能的邮箱群通信机制。在该通信机制中任意两个内核之间均有一对具有阻塞同步功能的邮箱。该邮箱除了具备普通邮箱的功能外,还具备自动阻塞同步的功能。当使用阻塞式访问时,它既能传递信息,又能够实现同步功能,同时还能够降低功耗。各内核利用这种邮箱可以简便地传递一些重要的信息。(6)设计了内核间的中断控制通道。(7)给出了该异构多核DSP常用的任务划分与编程模式。(8)在该异构多核DSP上进行JPEG并行解码程序的开发,并通过了FPGA验证。测试表明,该异构多核DSP具有编程模式简洁,易于提高任务执行并行度的优点。DC综合显示,该异构多核DSP电路规模约为300万门。

关键词：异构多核DSP CoStarII 共享存储器阻塞式邮箱 JPEG

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基于脉冲神经网络的机器人智能控制研究进展

信息与控制 2024年第4期53卷 453-470页

作者：敖天勇曹贤泽付乐周毅河南大学人工智能学院河南省车联网协同技术国际联合实验室

像人一样在复杂多变的非结构化环境中灵巧操作是机器人研究追求的目标之一。受生物脑工作方式启发的脉冲神经网络(SNN)是类脑智能领域的主要工作范式，具有良好的生物合理性，在机器人智能控制领域日益受到关注。本文对基于SNN的机器人... 详细信息

像人一样在复杂多变的非结构化环境中灵巧操作是机器人研究追求的目标之一。受生物脑工作方式启发的脉冲神经网络(SNN)是类脑智能领域的主要工作范式，具有良好的生物合理性，在机器人智能控制领域日益受到关注。本文对基于SNN的机器人类脑智能控制相关研究展开综述，期望能为机器人和类脑智能领域的研究带来启发。首先，介绍SNN的发展历程、神经元模型、编码方式、突触可塑性和网络结构等相关知识。其次，借鉴人类的运动反馈控制机制，给出一种基于SNN的机器人类脑智能控制框架。再次，从运动控制、柔顺控制、协同控制三个方面介绍机器人类脑智能控制策略的研究进展。最后，对基于SNN的机器人类脑智能控制技术进行了总结与展望。

关键词：脉冲神经网络运动控制柔顺控制协同控制

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基于SystemC的片上网络全系统模拟器

微电子学与计算机 2010年第3期27卷 16-19页

作者：刘建陈杰奚杰敖天勇许汉荆中国科学院微电子研究所北京100029 河南大学物理与电子学院河南开封475001

设计了一个基于SystemC的可配置片上网络(NoC)全系统模拟器.该模拟器实现了路由器、处理节点、存储节点及IO节点的周期精确的事务级建模,同时具备分析各路由器节点性能及影响因素的功能.实验结果表明该模拟器具有快速、灵活及准确性高... 详细信息

设计了一个基于SystemC的可配置片上网络(NoC)全系统模拟器.该模拟器实现了路由器、处理节点、存储节点及IO节点的周期精确的事务级建模,同时具备分析各路由器节点性能及影响因素的功能.实验结果表明该模拟器具有快速、灵活及准确性高的优点,在2.4GHz的IntelCore2处理器上对4×4的NoC进行周期精确的仿真约为130kcycles/s,测试程序在该模拟器运行的结果与系统实现后的实际结果相差小于4%.

关键词：片上网络仿真器事务级建模

基于电路课程的横拓展与纵延伸衔接的教学模式研究——以电子信息类学科为例

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中国教育技术装备 2016年第10期 11-13页

作者：侯卫周敖天勇河南大学物理与电子学院河南大学 475003

通过对电路课程中的一阶电路全响应的课堂施教,采用横拓展的知识点回顾和纵延伸的知识点贯穿相衔接的教学模式,并对该教学模式的施教方法和过程进行阐述;证实横拓展与纵延伸立体衔接的教学模式实施,能达到对电路知识以点带线、由线及面... 详细信息

通过对电路课程中的一阶电路全响应的课堂施教,采用横拓展的知识点回顾和纵延伸的知识点贯穿相衔接的教学模式,并对该教学模式的施教方法和过程进行阐述;证实横拓展与纵延伸立体衔接的教学模式实施,能达到对电路知识以点带线、由线及面的效果,进一步让学生对电路知识真实地掌握并灵活地运用,最终为今后的学习和工作奠定坚实的基础。

关键词：电路课程横拓展纵延伸一阶全响应

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新型迈克尔逊干涉仪条纹计数器的设计

郑州大学学报（工学版） 2008年第1期29卷 52-55页

作者：敖天勇向兵河南大学物理与电子学院河南开封475001

设计了一种能自动适应不同背景光强的新型迈克尔逊干涉仪条纹计数器.利用光敏二极管将条纹的变化转化为电信号并与数控分压电路的输出进行差动放大,经施密特触发器整形后,送入单片机计数并显示.实验证明,本计数器可以适应不同的背景光... 详细信息

设计了一种能自动适应不同背景光强的新型迈克尔逊干涉仪条纹计数器.利用光敏二极管将条纹的变化转化为电信号并与数控分压电路的输出进行差动放大,经施密特触发器整形后,送入单片机计数并显示.实验证明,本计数器可以适应不同的背景光强和光源光强,具有精确度高、操作简便、适应性强等优点.

关键词：干涉条纹计数器数控电位器单片机

基于Canny算子的建筑裂缝边缘检测改进算法

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计算机仿真 2022年第11期39卷 360-365,410页

作者：郭运冲李孟军刘名果敖天勇河南大学物理与电子学院河南开封475000

针对Canny算法在建筑物裂缝图像边缘检测中去除伪边缘和保护边缘细节方面的不足,提出了一种改进Canny算子的建筑物裂缝边缘检测算法。采用一种将双边滤波器和中值滤波器相级联的混合滤波器对建筑物裂缝图像进行处理;采用细分划分方法改... 详细信息

针对Canny算法在建筑物裂缝图像边缘检测中去除伪边缘和保护边缘细节方面的不足,提出了一种改进Canny算子的建筑物裂缝边缘检测算法。采用一种将双边滤波器和中值滤波器相级联的混合滤波器对建筑物裂缝图像进行处理;采用细分划分方法改进传统Canny算法中2×2邻域来计算梯度幅值;采用最大类间方差法与梯度直方图结合算法计算得到高低阈值。实验结果表明,改进算法能够解决建筑物裂缝图像中噪声干扰等问题,提高了Canny算子在提取建筑物裂缝图像边缘细节信息和抑制假边缘方面的性能,具有较好的鲁棒性。

关键词：裂缝边缘检测双边滤波器细分划分法最大类间方差法