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EDA左移融合设计范式的发展现状、趋势与挑战

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中国科学：信息科学 2024年第1期54卷 121-129页

作者：梁云卓成李永福北京大学集成电路学院北京100871 浙江大学微纳电子学院杭州310058 上海交通大学微纳电子学系上海200240

左移(shift-left)融合是电子设计自动化(electronic design automation,EDA)的一种新设计范式,旨在通过融合和并行解决传统瀑布式设计范式的问题.传统EDA流程分为多个串行设计阶段,导致设计周期长、设计冗余大.通过相邻设计阶段的融合... 详细信息

左移(shift-left)融合是电子设计自动化(electronic design automation,EDA)的一种新设计范式,旨在通过融合和并行解决传统瀑布式设计范式的问题.传统EDA流程分为多个串行设计阶段,导致设计周期长、设计冗余大.通过相邻设计阶段的融合与并行,可以有效缩短设计周期、提升设计优化效率.左移融合通常涉及在不同设计阶段之间共享数据模型,并采用新的抽象方法,可以应用到包括高层次综合、逻辑综合、布局布线、签核验证、工艺优化等EDA流程的各个阶段.此外,借助早期的数据分析与评估,可以有效应对后期可能出现的问题,从而降低开发成本.综上,鉴于左移融合对于提高EDA流程的效率和质量具有重要意义,本文将介绍左移融合的发展现状和关键科学问题,并展望未来发展路线.

关键词：电子设计自动化(EDA) 左移融合并行效率

分布式模型训练中的通信优化方法：现状及展望

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小型微型计算机系统 2024年

作者：赵海燕易庆奥汤敬华钱诗友曹健上海市现代光学系统重点实验室光学仪器与系统教育部工程研究中心上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海交通大学计算机科学与工程系

在进行大模型训练时，采用分布式训练是解决单个GPU卡或单个节点无法处理庞大模型参数和数据集的有效方法。通过将训练任务分配给多个节点，分布式模型训练实现了计算资源的并行利用，从而提高了训练效率。然而，随着模型规模的迅速增... 详细信息

在进行大模型训练时，采用分布式训练是解决单个GPU卡或单个节点无法处理庞大模型参数和数据集的有效方法。通过将训练任务分配给多个节点，分布式模型训练实现了计算资源的并行利用，从而提高了训练效率。然而，随着模型规模的迅速增大，通信成为制约分布式训练性能的瓶颈。近年来，许多研究者对分布式训练中的通信问题进行了深入的研究，本文对相关研究进行全面的综述，从5个不同角度对分布式训练中的通信问题进行了分析，并总结了相应的优化方法。这些优化方法包括但不限于通信拓扑优化、梯度压缩技术、同步和异步算法、重叠通信与计算、以及通信库及硬件的优化。最后，本文对未来的研究方向进行了分析与展望。

关键词：大模型分布式训练并行通信优化

航电系统计算平台多核处理器的DAG可调性分析优化

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小型微型计算机系统 2024年

作者：杨欢王晓东何佩刘尊姚红静郭阳明西北工业大学计算机学院西北工业大学网络安全空间学院陕西省智能工业检测与机器人安全控制工程技术研究中心

随着高性能的多核处理器在客机航空电子系统中被应用，并且有向无环图（Directed Acyclic Graph，DAG）被用于模型功能依赖，本文研究运行在同构多处理器平台上的单周期非抢占式DAG，致力于减少DAG的完成时间并提供一个紧密而安全的界... 详细信息

随着高性能的多核处理器在客机航空电子系统中被应用，并且有向无环图（Directed Acyclic Graph，DAG）被用于模型功能依赖，本文研究运行在同构多处理器平台上的单周期非抢占式DAG，致力于减少DAG的完成时间并提供一个紧密而安全的界限，充分利用DAG拓扑节点的两个关键因素：并行性和依赖性。首先，引入了一个并发父子模型（Concurrent Parent and Children Model，CPCM），它精确地捕捉了上述两个因素，并且可以在解析DAG时递归地应用。在CPCM基础上，提出了一种新的调度方法减少最大完工时间，节点按以下顺序排列:1)关键路径;2)关键路径的早期前驱路径;3)更长的路径。其次，提出了一种新的响应时间分析，它为非关键节点的任何执行顺序提供了一个通用的界限，并为固定的执行顺序提供了一个特定的界限。实验表明该可调度性分析方法优于其他方法。

关键词：多核并行有限无环图父子模型响应时间分析

基于多核DSP的多路信号并行参数测量软件设计

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信息技术与信息化 2024年第6期 158-163页

作者：苏龙闫吉忠中国电子科技集团公司第三十研究所四川成都610041

在通信电子战中,为满足大宽带、高实时性条件下信号参数测量的需求,设计了一种基于多核DSP的多路信号并行参数测量方法。首先对信号参数测量原理、核心算法和软件运行环境进行了介绍,其次详细描述了软件设计方案以及在多核DSP上内核控... 详细信息

在通信电子战中,为满足大宽带、高实时性条件下信号参数测量的需求,设计了一种基于多核DSP的多路信号并行参数测量方法。首先对信号参数测量原理、核心算法和软件运行环境进行了介绍,其次详细描述了软件设计方案以及在多核DSP上内核控制模型、内核通信机制、存储分配和程序设计及优化四项关键技术上的实现方法,最后结合硬件平台对软件进行了测试,并对多核参与并行测量的加速比进行了对比分析。实验结果表明,所提出的软件设计可行、高效,为下一步宽带扩展及应用场景升级奠定了基础。

关键词：多核DSP 信号参数测量多路并行核间通信

基于Spark的双阶段SA及GA求解MTSP

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郑州大学学报（工学版） 2024年第4期45卷 62-69,94页

作者：孙鉴刘品李昊陈攀北方民族大学计算机科学与工程学院宁夏银川750021 北方民族大学图像图形智能处理国家民委重点实验室宁夏银川750021

针对总路径长度最小的单站点多旅行商问题,提出了基于Spark的模拟退火和遗传算法结合的两阶段KSAGA算法。在第一阶段,通过k-means聚类将多旅行商问题拆分为多个单旅行商问题,并使用模拟退火算法对组内城市的遍历次序进行优化。在第二阶... 详细信息

针对总路径长度最小的单站点多旅行商问题,提出了基于Spark的模拟退火和遗传算法结合的两阶段KSAGA算法。在第一阶段,通过k-means聚类将多旅行商问题拆分为多个单旅行商问题,并使用模拟退火算法对组内城市的遍历次序进行优化。在第二阶段,通过遗传算法对城市的分组进行优化,并基于染色体分组编码方式设计了交叉、变异算子以及混合局部优化算子,以提高算法的搜索空间和收敛速度。随着城市数量的增加,计算规模变大,利用遗传算法的特性实现算法的并行,以加快算法运行效率。最后,通过选取TSPLIB的部分数据集进行仿真实验,将KSAGA与ACO、GA、SPKSA、ALNS和NSGA-Ⅱ的求解质量以及GA和NSGA-Ⅱ的收敛速度进行对比。研究结果表明:KSAGA在解决单站点多旅行商问题时能够快速收敛,并且相较于其他算法,求解质量得到了很大提升。同时,随着城市数量和旅行商数量增加,KSAGA的优势更为明显。

关键词：多旅行商问题并行遗传算法分组编码局部优化算子

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构建人类命运共同体的时代价值和实践成就

瞭望 2024年第20期 6-21页

作者：新华社国家高端智库课题组不详

人类社会在发展进步中,孕育出不同的文明和制度。同处人类唯一的地球家园,我们该如何共存,如何并行向前?2013年3月,中国国家主席习近平提出推动构建人类命运共同体。(1)中国共产党的二十大报告鲜明指出:“构建人类命运共同体是世界各国... 详细信息

人类社会在发展进步中,孕育出不同的文明和制度。同处人类唯一的地球家园,我们该如何共存,如何并行向前?2013年3月,中国国家主席习近平提出推动构建人类命运共同体。(1)中国共产党的二十大报告鲜明指出:“构建人类命运共同体是世界各国人民前途所在。万物并育而不相害,道并行而不相悖。

关键词：社会在发展人类命运共同体地球家园实践成就万物并育习近平中国共产党并行

一种适用于FPGA实现的Montgomery模乘设计方法

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信息安全与通信保密 2024年第5期 54-61页

作者：刘贺王小骥刘星江杨竞中国电子科技集团公司第三十研究所

密码技术是保障信息安全的核心技术，其中公钥密码得到了广泛应用，其基本运算中的乘法运算是最耗时、最关键的运算，设计高效的乘法器对公钥密码的有效实现具有重要意义。为提高公钥密码的计算速率，设计了一种高效且适合于现场可编程... 详细信息

密码技术是保障信息安全的核心技术，其中公钥密码得到了广泛应用，其基本运算中的乘法运算是最耗时、最关键的运算，设计高效的乘法器对公钥密码的有效实现具有重要意义。为提高公钥密码的计算速率，设计了一种高效且适合于现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array,FPGA）内并行计算、多核调用的Montgomery模乘设计方法，该方法通过预计算的方式减少一次模乘计算耗用的时间，通过查表替代实时计算的方式减少对FPGA内部逻辑资源的占用，详细介绍了所研究、设计的内容及方法的思想、原理和工程实现结果，并从FPGA的资源和速度2个方面与其他文献进行了对比分析，给出了对工作的总结和未来应用展望。

关键词：现场可编程门阵列并行 Montgomery模乘预计算

MOSASAUR中三角形节块SN输运模块的加速

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电子技术应用 2024年第S1期 201-205页

作者：徐志涛李伟光牛爱军华北水利水电大学

为了满足铅铋快堆物理计算程序MOSASAUR对计算效率的需求，基于三维三角形SN输运模块，将网格受限且稳定性和加速效果欠佳的六边形adCMFD加速方法升级为三角形网格自适应的rCMFD加速方法，将可扩展性和并行效率低的OpenMP角度并行升级... 详细信息

为了满足铅铋快堆物理计算程序MOSASAUR对计算效率的需求，基于三维三角形SN输运模块，将网格受限且稳定性和加速效果欠佳的六边形adCMFD加速方法升级为三角形网格自适应的rCMFD加速方法，将可扩展性和并行效率低的OpenMP角度并行升级为可大规模高效并行的MPI空间并行，同时实现了rCMFD加速过程的MPI空间并行。数值结果表明，对于一个总计算自由度约5.8亿的MOX-3600堆芯问题，200核开启rCMFD后计算时间为47s，相比串行源迭代情况总加速比为1844.9，计算效率得到了显著提升。

关键词： MOSASAUR rCMFD加速并行 SN节块

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压力扫描阀现场校准技术研究

机械管理开发 2024年第2期39卷 31-32,35页

作者：于大洋刘业路杨洋王舜禹陈龙蔡珏中国航发沈阳发动机研究所辽宁沈阳110001

介绍了压力扫描阀现场校准方法。校准系统采用多量程可更换模块数字压力控制,可实现所有型号压力扫描阀校准的工作需要,校准系统采用并行校准结构设计,可实现多台压力扫描阀的同步推阀和标准压力供应,可显著提升校准工作效率。通过校准... 详细信息

介绍了压力扫描阀现场校准方法。校准系统采用多量程可更换模块数字压力控制,可实现所有型号压力扫描阀校准的工作需要,校准系统采用并行校准结构设计,可实现多台压力扫描阀的同步推阀和标准压力供应,可显著提升校准工作效率。通过校准软件的开发,可实现校准工作的自动化,保证校准结果的准确性和可靠性。

关键词：压力扫描阀并行自动校准