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异构双核构架下的脉冲涡流信号实时小波去噪

计算机应用 2013年第3期33卷 866-870页

作者：邱选兵魏计林崔小朝夏春华太原科技大学应用科学学院太原030024 山西行政学院信息网络教研部太原030006

针对工业现场的脉冲涡流(PEC)信号,设计了基于异构双核OMAP3530的实时嵌入式去噪的硬件与软件系统。分析了适用于实时去噪的小波基的选择,完成了基于DB4小波基的Penalty阈值法、B-M阈值法、默认阈值法的Matlab去噪仿真实验,并给出了均... 详细信息

针对工业现场的脉冲涡流(PEC)信号,设计了基于异构双核OMAP3530的实时嵌入式去噪的硬件与软件系统。分析了适用于实时去噪的小波基的选择,完成了基于DB4小波基的Penalty阈值法、B-M阈值法、默认阈值法的Matlab去噪仿真实验,并给出了均方根误差(RMSE)和信噪比(SNR)。结合OMAP3530硬件平台,讨论了基于DSPLINK的异构双核构架的数据共享方法,并提出一种基于固定步长滑动窗口的实时去噪算法。通过计算机仿真与实验结果表明:该系统具有信噪比高、实时性强、数据吞吐率大的优点,满足连铸现场自动检测要求。

关键词：脉冲涡流实时去噪嵌入式操作系统异构双核 DSPLINK

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异构双核核间松耦合通信方法研究

异构双核核间松耦合通信方法研究

作者：杨笑冰西安电子科技大学

学位级别：硕士

随着人类对产品功能需求的不断提高,设计者也在不断探寻具有更低功耗和更高性能的处理器芯片。现阶段,单核处理器芯片已无法满足人类对数据高效处理的更高要求,设计更可靠、更高速的单核处理器芯片已很难在性能与功耗之间取得平衡。自2... 详细信息

随着人类对产品功能需求的不断提高,设计者也在不断探寻具有更低功耗和更高性能的处理器芯片。现阶段,单核处理器芯片已无法满足人类对数据高效处理的更高要求,设计更可靠、更高速的单核处理器芯片已很难在性能与功耗之间取得平衡。自2005年AMD首批民用级双核处理器投入市场以来,其性能的优越性很快获得了市场的认可。自此,多核体系架构就以前所未有的速度飞速发展。虽然多核结构有着众多单核结构无法比拟的优良特性,但也给设计者们带来了信息共享的问题,如共享Cache竞争问题、共享存储层次增多问题、共享信息一致性以及任务分配问题等,这些问题逐步成为多核处理器性能的瓶颈。本文以实现最佳芯片能耗比的异构SoC为设计目的,采用了不同特点的核心处理器来优化其内部结构,其中包括负责任务调度和管理的通用PowerPC处理器以及一个密集型数据处理的DSP处理器。根据该平台,本文深入研究了异构双核SoC的核间通信问题。出于功耗和设计复杂度以及工程需求的考虑,本文排除了共享Cache和片上网络的紧耦合型通信方法,而是采用了一种异构双核间松耦合的通信方法,该方法具有开发难度小、功耗低以及通信速率高的优点,尤其适合较少核的快速开发,为降低设计成本和缩短开发周期提供了良好的支撑。该松耦合通信方法采用了多总线的体系结构,其中包括PLB总线、DCR总线以及AXI总线。并且该方法为不同长度不同要求的数据设计了三种不同的通信策略,他们分别是对性能要求不高且开发时间有限的较小数据长度的SEAMPHORE通信策略、提供硬件同步措施的MailBox短消息通信策略以及基于DMA的较大数据通信策略。同时,考虑共享数据的存取,特别设计了跨总线协议的DPRAM控制器,该控制器是一个全协议握手的兼容PLB和AXI总线协议的从设备,可被任意主设备访问。另外,本平台设计了具有优先级的多路中断,对通信过程中可能出现的问题设计了容错机制,该机制通过插入并检测数据标签的方法来发现错误并利用高优先级中断打断当前错误传输,同时重新配置当前通信服务程序以达到纠错目的。最后,通过Cadence仿真测试工具,本文对不同通信策略的速率进行测算,并分析得到短数据传输可采用SEAMPHORE通信策略。超长数据可采用DMA通信策略,关键信息同步可采用MailBox通信策略,并且三种同信策略可相互配合使用。同时,模拟了通信错误的出现,并通过容错机制纠正了该错误,最终达到设计要求。

关键词：异构双核核间松耦合多总线通信方法容错

异构双核处理器在跳频通信系统中的应用与实现

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异构双核处理器在跳频通信系统中的应用与实现

作者：刘文起北京邮电大学

学位级别：硕士

跳频通信是扩展频谱通信技术中的一种,因其极强的抗截获、抗干扰能力而在军事通信领域得到了广泛的应用,一直是军事电子对抗研究的重点。近年来,跳频通信理论和应用研究均不断成熟,在民用通信方面也得到了长足的发展。随着人们对通... 详细信息

跳频通信是扩展频谱通信技术中的一种,因其极强的抗截获、抗干扰能力而在军事通信领域得到了广泛的应用,一直是军事电子对抗研究的重点。近年来,跳频通信理论和应用研究均不断成熟,在民用通信方面也得到了长足的发展。随着人们对通信质量的要求越来越高,这方面的软硬件设计实现等相关研究也不断的向前发展。嵌入式系统以及高性能、低功耗等特性成为这方面应用的首选。特别是近年来,双核甚至是多核技术的发展,各种面向不同应用的处理芯片不断被研制出来,进一步提高了嵌入式系统的处理能力。将这些芯片应用到跳频通信当中,无疑会推动通信技术更快的向前发展。本文着眼于工程实现,旨在搭建一个嵌入式双核系统平台,并将其应用到跳频通信当中去。主要论述了跳频通信的相关理论,重点介绍了异构双核处理器OMAP-L137的特性以及围绕这款处理器的应用平台搭建等工作。最后,论述了在跳频通信系统应用这个平台的实现过程,并系统说明了整个系统的工作流程。

关键词：跳频通信抗干扰嵌入式系统异构双核

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基于异构双核的磁共振接收机的设计

波谱学杂志 2017年第1期34卷 100-107页

作者：刘颖张育文梁浈章浩伟上海理工大学医疗器械与食品学院医学影像工程研究所上海200093

提出了基于异构双核的低场核磁共振(Low-field Nuclear Magnetic Resonance,low-field NMR)接收机的设计,具有ARM(Adanced RISC Machines)和现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)先进的异构双核结构、高速的模数转换器(Analog to Digital Converter,ADC)采集、增益的可控以及可视化显示等特性,提高了整个系统的性能指标.设计中采用Xilinx公司的系统开发工具System Generator来实现内部信号处理功能.实验结果表明,数字接收机具有结构紧凑、可重构性强、采样速率高和成本低等特点,并且增益的可控使接收机获得了较大的动态范围,提高了重建图像的信噪比(Signal-to-Noise Ratio,SNR).

关键词：低场核磁共振(low-fieldNMR) 异构双核可变增益动态范围

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基于算术编码的异构双核SoC代码压缩方法

微电子学 2007年第6期37卷 857-861页

作者：阳晔葛海通严晓浪杨军浙江大学超大规模集成电路设计研究所杭州310027 杭州中天微系统公司杭州310012

介绍了一种基于二进制算术编码和马尔可夫模型的代码压缩算法,并以此为基础,面向自主研发的异构双核SoC—GEM-SOC,提出了一种软件实现的解码方法。该方法可以根据不同应用的代码特点,选择合适的马尔可夫模型参数,从而达到最佳的代码压... 详细信息

介绍了一种基于二进制算术编码和马尔可夫模型的代码压缩算法,并以此为基础,面向自主研发的异构双核SoC—GEM-SOC,提出了一种软件实现的解码方法。该方法可以根据不同应用的代码特点,选择合适的马尔可夫模型参数,从而达到最佳的代码压缩率。一组媒体应用测试表明,该方法可以显著减小双核SoC中DSP处理器的代码尺寸。

关键词：算术编码马尔可夫模型代码压缩异构双核 SOC

基于异构双核双路视频数据处理平台的设计与研究

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基于异构双核双路视频数据处理平台的设计与研究

作者：陈春环北京邮电大学

学位级别：硕士

用户对视频图像处理技术的依赖越来越重,正在逐渐地取代文字处理和音频处理技术,并逐渐成为划分PC时代与移动互联网时代的里程碑式的技术。传统的专用集成电路根据需要而为专门目的设计的专用集成芯片,往往限定了芯片的功能,灵活性差,... 详细信息

用户对视频图像处理技术的依赖越来越重,正在逐渐地取代文字处理和音频处理技术,并逐渐成为划分PC时代与移动互联网时代的里程碑式的技术。传统的专用集成电路根据需要而为专门目的设计的专用集成芯片,往往限定了芯片的功能,灵活性差,随着高度集成片上系统技术出现,单核向多核发展必然是嵌入式系统的一个重要趋势,满足多变的用户需求和复杂的市场环境。本文以TI公司推出针对数字媒体开发的达芬奇系统处理器DM3730和Android系统为平台,采用视频采集编码技术、双核间通信技术以及内存管理等技术,设计了一套支持模拟和数字视频信号双路的切换的视频处理平台,实现了双路切换、视频采集以及视频编码的重要的功能。在硬件设计上以追求低功耗和高性能为目的,采用异构双核处理器、超低功耗的解码芯片以及高分辨率摄像头为主要模块。在软件设计上,采用达芬奇软件技术Codec Engine进行编码设计,Codec Engine软件框架是将多媒体软件开发抽象成ARM端的应用程序和DSP端算法软件两大部分,可以将双核的开发独立进行,Codec Engine封装了底层实现的具体细节,提供大量API接口,极大的降低了开发的复杂度,缩短了开发的周期,同时具有很强的扩展性。本文在设计视频处理平台基础上,研究了双核之间通信的共享内存机制以及内存管理算法,并针对TI的CMEM模块在内存分配算法存在的不足,提出了改进方案,此方案提高了CMEM的内存分配速度,从而提升了视频处理的效率。本课题在设计中,为了便于处理后的视频数据用于网络传输,加入网络传输硬件模块,但是并没有移植相应的流媒体协议,这项功能需要在今后的研究中进行添加。

关键词：异构双核双路切换视频编码 Codec Engine CMEM

达芬奇环境下异构双核处理器多媒体信息处理系统设计与实现

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达芬奇环境下异构双核处理器多媒体信息处理系统设计与实现

作者：赵付轩西南交通大学

学位级别：硕士

随着嵌入式技术的不断发展以及无线快速数据通信需求的逐步增长,音视频等多媒体应用的发展也越来越受到人们的重视。人们迫切需要一种费用低廉且高质量的音视频实时通信产品,因此,音视频多媒体的开发具有广阔的发展空间。嵌入式处理器... 详细信息

随着嵌入式技术的不断发展以及无线快速数据通信需求的逐步增长,音视频等多媒体应用的发展也越来越受到人们的重视。人们迫切需要一种费用低廉且高质量的音视频实时通信产品,因此,音视频多媒体的开发具有广阔的发展空间。嵌入式处理器结构的不断发展和改进也为多媒体应用的开发提供了硬件基础。其中比较典型的有TI公司基于ARM+DSP异构双核架构的DM3730处理器,它是专门针对嵌入式系统设计的开放多媒体应用处理器,足以满足现阶段的多媒体通信的需要。而在操作系统方面,采用微内核架构的QNX实时操作系统在嵌入式系统终端领域逐步发展,以其实时性、安全性和可靠性等特点在通信领域占据一席之地。 VoIP技术由于其经济、灵活、功能丰富等优点越来越广泛地应用,而其与无线技术结合产生的无线VoIP通信技术是其最重要的发展趋势之一。经过对现有的无线VoIP通信领域相关技术的研究,本文针对实际情况开展了基于ARM+DSP异构双核平台下的音视频实时通信系统的研究与设计。在本系统设计中,采用了模块化的设计思想,完成了达芬奇子系统软件模块、SIP信令控制模块和无线网络传输模块等主要部分组成。该系统可以极大地提高消费者对于嵌入式音视频实时通信的体验。本论文通过深入分析ARM+DSP异构双核处理器架构及其软件开发模式,并结合VoIP音视频多媒体通信技术进行系统设计。系统首先完成了整个系统的方案论证,确定各个部分的技术要点,然后根据ARM+DSP异构双核处理器的硬件特点,选定达芬奇软件框架进行异构双核系统应用程序的开发。依据达芬奇软件框架设计的原则和规范,实现了从底层语音和视频算法库的xDM标准封装到上层音视频实时通信应用程序的开发。将采用微内核架构的QNX嵌入式实时操作系统作为ARM核上的操作系统,通过跨平台的QT界面设计软件完成嵌入式终端操作界面的设计,实现了系统通信的控制和音视频播放,人机交互界面简洁友好。最后,搭建了OpenSIPS服务器并完成了终端上的SIP和RTP协议功能。通过对各个模块的功能和性能进行测试,结果显示整个系统运行良好,达到了当初论文设计的初衷,最终可以通过本系统进行音视频通信。

关键词：异构双核达芬奇框架音视频编解码器 QNX SIP QT

基于异构双核的提花手套机控制系统软件设计与实现

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基于异构双核的提花手套机控制系统软件设计与实现

作者：程飞望杭州电子科技大学

学位级别：硕士

跨入如今的智能自动化时代,手套编织行业无疑也已经被全自动化所主导。为了获得更大的市场价值,研发具备更快的编织速率、更低的板载成本,拥有更加友好的人机交互界面以及能够编织更多花型的提花手套机控制系统,这已经变成了国内外各大... 详细信息

跨入如今的智能自动化时代,手套编织行业无疑也已经被全自动化所主导。为了获得更大的市场价值,研发具备更快的编织速率、更低的板载成本,拥有更加友好的人机交互界面以及能够编织更多花型的提花手套机控制系统,这已经变成了国内外各大手套机生产商的共识。同时随着芯片行业的不断发展,异构架构的处理器逐渐走进市场。提花手套机控制系统采用多核异构架构来优化控制系统板级通讯等弊端,这也正成为一个新的研究趋势。本课题从现如今国内外手套机及其控制系统的发展现状出发,根据提花手套的编织原理,结合企业的功能需求,设计并实现了一个基于异构双核的提花手套机控制系统。其主要研究内容包括以下几个方面:(1)结合双核异构的架构特点,在同一板载上设计相对独立的人机交互单元和核心控制单元,优化整体软件架构。设计并实现了基于异构架构的高效核间通信方法,极大的提升了编织过程中模块间的通信速率和通信稳定性。(2)首次设计并实现了一种包含密度花样信息的提花编织工艺数据模型,并提供该工艺在该系统上便捷的处理方式,克服了众多传统工艺在处理方式上的缺点,能提供用户最大化的测试便利。(3)设计完成提花手套机控制系统人机交互单元UI模块功能。界面采用UI性能更为完善的Qt设计,支持滑动翻页、界面灵活跳转等功能。实现全自动提花手套机在编织控制、工艺文件处理、编织数据及报警提示等内容上的可视化。(4)设计完成提花手套机控制系统核心控制单元功能模块。包括提供编织控制和通信控制的核心控制模块,及负责解析编织动作的工艺执行模块。同时针对提花手套编织过程中出现的高速换向需求,提出毫秒级计数下的选针控制算法和机头伺服电机高速换向控制方法。完美地提升了编织效率和编织速度。文中最后对该整机系统进行联合功能测试,验证该系统在编织等流程中的正确性。测试结果显示:该提花手套机控制系统编织速率相比于现有市场系统有所提升。异构架构的方案在保证编织效率的同时也能够提升人机交互体验,不仅提升传输效率,在资源分配上也很具合理性。同时该方案扩大了编织花样的工艺范围,其编织控制也更为安全高效,这些都完全达到了企业所要求研发的技术要点。

关键词：提花手套机控制系统 STM32MP157 Qt Linux 异构双核

面向多媒体处理的异构双核增强平台的设计与实现

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面向多媒体处理的异构双核增强平台的设计与实现

作者：田孝东北京邮电大学

学位级别：硕士

随着移动互联网时代的来临,人们对于多媒体的应用需求越来越高,对多媒体平台的要求也越来越高。具有友好的人机交互接口、优良的音视频处理能力、对外可实现有线、无线的网络连接的多媒体设备也成为当前多媒体处理设备发展的主要趋势。... 详细信息

随着移动互联网时代的来临,人们对于多媒体的应用需求越来越高,对多媒体平台的要求也越来越高。具有友好的人机交互接口、优良的音视频处理能力、对外可实现有线、无线的网络连接的多媒体设备也成为当前多媒体处理设备发展的主要趋势。研发这样一款高性能的处理设备对于多媒体处理平台领域具有重要意义。本文以DM3730异构双核处理器为处理单元,实现了增强的多媒体音视频增强处理平台。该增强平台对DM3730的核心处理单元进行了存储系统的升级,实现了1GB容量的LPDDR和最大32GB容量的EMMC固定存储的资源配置。在DM3730只有一个数字视频接口的情况下,论文实现了支持模拟视频信号和数字视频信号双输入的视频采集单元,并且能够实现软硬件切换。该增强平台对外可实现无线网络连接和有线网络连接,无线连接方式包括3G移动通信网络、WIFI网络接入、蓝牙通信,有线网络通信为以太网通信等方式,使该多媒体处理平台可以应用到网络终端设备中,可以把终端获取的多媒体信息处理后传到网络上或者从网络上下载多媒体信息进行处理输出。除此之外,该增强处理平台搭载android2.2系统,具备LCD显示屏、DVI接口、s-video等多种显示方式,系统设计了锂离子聚合物电池供电,使得该增强平台具有便携性和小型化的特点。最后对该处理器平台做的增强处理功能进行了实际的测试与验证。测试和验证结果表明该平台各项功能正常,性能良好,达到设计要求。该论文的设计研究的增强多媒体平台为多媒体处理平台的设计提供了一种多应用场景、功能强大、便于小型化的设计思路,在安防监控、移动终端等领域具有广泛应用前景。

关键词：多媒体处理器异构双核 DM3730 视频信号输入