采用Nios定制指令的嵌入式系统优化设计 被引量：5

1

作者 李娟 张宇 《单片机与嵌入式系统应用》 2004年第1期40-42,共3页

Altera公司的Nios软核处理器以其低成本,设计灵活等特点,在嵌入式应用领域得到广泛的应用。采用Nios处理器的定制指令,可以把用户自定义的功能直接添加到NiosCPU的算术逻辑单元中,加快专项任务的执行,以达到优化目的。本文在阐述Nios定... Altera公司的Nios软核处理器以其低成本,设计灵活等特点,在嵌入式应用领域得到广泛的应用。采用Nios处理器的定制指令,可以把用户自定义的功能直接添加到NiosCPU的算术逻辑单元中,加快专项任务的执行,以达到优化目的。本文在阐述Nios定制指令设计的基础上,给出相应的设计例子具体说明。 展开更多

关键词 嵌入式处理器 嵌入式系统 优化设计 NiosCPU 算术逻辑单元 定制指令 Altera公司

下载PDF 职称材料

NIOS Ⅱ处理器中定制指令的设计与实现 被引量：3

2

作者 卢德良 周学功 彭澄廉 《计算机应用与软件》 CSCD 北大核心 2007年第12期3-4,9,共3页

概要介绍NIOS Ⅱ处理器,详述NIOS Ⅱ处理器中定制指令的硬件实现和软件接口。并结合实例说明在进行SOPC设计时,可以把强实时软件算法或费时的软件计算作为定制指令,加入到NIOS Ⅱ处理器指令集中,提高系统性能。

关键词 NIOS II处理器 定制指令 SOPC

下载PDF 职称材料

一种高效的凸连通子图枚举算法 被引量：3

3

作者 薄拾 葛宁 林孝康 《软件学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第12期3106-3115,共10页

在可配置处理器的定制指令设计过程中，需要提取热点代码数据流图的凸连通子图．为实现子图的快速枚举，对有向无环图内的凸子图特性进行了研究．根据凸子图特性和节点邻接关系，提出了一种AS（adjacent search）算法用于枚举有向无环... 在可配置处理器的定制指令设计过程中，需要提取热点代码数据流图的凸连通子图．为实现子图的快速枚举，对有向无环图内的凸子图特性进行了研究．根据凸子图特性和节点邻接关系，提出了一种AS（adjacent search）算法用于枚举有向无环图内满足I／O端口约束的凸连通子图．实验数据显示，AS算法比现有算法具有更高的效率，加速比可达10～1000X．当现有算法因数据流图规模较大而失效时，应用AS算法仍能成功完成子图枚举． 展开更多

关键词 凸连通子图 有向无环图 数据流图 枚举 可配置处理器 定制指令

下载PDF 职称材料

H.264变换和量化的算法优化及定制指令实现

4

作者 杜学亮 金西 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2009年第6期1220-1224,共5页

针对H.264基于二维离散余弦变换的整数变换和量化模块,提出一种高性能的定制指令实现方案.通过分析整数变换和量化算法的运算复杂度,采用了优化调度算法和减少关键路径运算级数的方法,以定制指令方式实现了变换和反变换、量化和反量化... 针对H.264基于二维离散余弦变换的整数变换和量化模块,提出一种高性能的定制指令实现方案.通过分析整数变换和量化算法的运算复杂度,采用了优化调度算法和减少关键路径运算级数的方法,以定制指令方式实现了变换和反变换、量化和反量化的算法.编解码算法均通过了功能级的码流测试,在UM C的0.13μm工艺下综合得到的电路面积为12021个逻辑门,经JVT参考测试码流的测试,表明了设计满足在200MH z主频、VGA图像分辨率下30fps的处理速度,该定制指令的实现方案兼顾了灵活性和实时性两方面的要求. 展开更多

关键词 整数变换 量化 H.264 定制指令

下载PDF 职称材料

组合导航高性能Nios Ⅱ软核处理器研究 被引量：2

5

作者 郭燕波 于晓洲 +1 位作者 周军 白博 《计算机测量与控制》 北大核心 2013年第10期2868-2871,共4页

采用传统单核实现组合导航,很难保证导航数据的更新频率,造成间断性丢失导航信息;针对飞行器对导航系统可靠性和实时性的要求,利用可编程片上系统技术,采用Nios Ⅱ软核构建了非对称双核处理器系统,分别负责捷联解算与卡尔曼滤波。在此... 采用传统单核实现组合导航,很难保证导航数据的更新频率,造成间断性丢失导航信息;针对飞行器对导航系统可靠性和实时性的要求,利用可编程片上系统技术,采用Nios Ⅱ软核构建了非对称双核处理器系统,分别负责捷联解算与卡尔曼滤波。在此基础上对双核导航系统配置流水线桥提升系统最高频率,并集成硬件浮点定制指令加速卡尔曼滤波和捷联解算,较之采用单核的处理导航算法,速度提高了约47倍;同时,为了保证代码执行耗时的确定性,加入紧耦合存储器确保系统的可靠性。 展开更多

关键词 双核处理器 流水线桥 定制指令 紧耦合存储器

下载PDF 职称材料

基于Nios II软核处理器的指纹识别系统设计与实现 被引量：1

6

作者 张泰然 姚萌 +1 位作者 邱菘 徐俊 《信息通信》 2008年第4期24-27,共4页

本文介绍了一种基于NiosII的指纹识别SOPC(System On Programmable Chip)设计方案。NiosII软核处理器的最大特点是其可配置性。设计者不必局限于一般的处理器技术(比如ARM、DSP),而是根据自己的需求定制专门的处理器完成系统设计。本文... 本文介绍了一种基于NiosII的指纹识别SOPC(System On Programmable Chip)设计方案。NiosII软核处理器的最大特点是其可配置性。设计者不必局限于一般的处理器技术(比如ARM、DSP),而是根据自己的需求定制专门的处理器完成系统设计。本文不仅具体说明了指纹识别系统的基本原理,硬件结构,软件设计基本过程,还对系统的软件与硬件进行了优化,结果使系统速度相对于最初整体提升了近30%。 展开更多

关键词 SOPC NIOS Ⅱ 指纹识别 定制指令 AVALON C2H

下载PDF 职称材料

基于SoPC的嵌入式二维条码识读系统 被引量：1

7

作者 高同海 李林峰 +1 位作者 宋明 丁晓明 《电子技术应用》 北大核心 2005年第11期33-36,共4页

提出了一种基于NiosII嵌入式软核处理器的便携式二维条码识别系统的实现方法。该系统在Altera的CycloneFPGA上实现,使用集成在QuartusII中的SoPCBuilder开发组件配置生成片上系统;同时采用NiosII的定制指令提高系统性能,使得硬件执行运... 提出了一种基于NiosII嵌入式软核处理器的便携式二维条码识别系统的实现方法。该系统在Altera的CycloneFPGA上实现,使用集成在QuartusII中的SoPCBuilder开发组件配置生成片上系统;同时采用NiosII的定制指令提高系统性能,使得硬件执行运算速度快的优点和NiosIICPU的特点相得益彰。系统以数字水印的方式实现了基于二维条码的信息隐藏,以进行防伪和知识产权保护。 展开更多

关键词 二维条形码 数字水印 定制指令 Nios Ⅱ 识别系统 二维条码 SOPC 嵌入式 CYCLONE

下载PDF 职称材料

面向安全与加密应用的定制指令设计 被引量：1

8

作者 薄拾 葛宁 林孝康 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2010年第20期1-3,共3页

为设计灵活高效的安全加密处理器件,提出一种多目标联合定制指令设计方法。该方法通过挖掘加密算法之间的公共频繁计算模式,提高定制指令的适应性。采用该方法对DES、AES、Blowfish、RC4和MD5等主流加密算法进行实验,结果表明其能有效... 为设计灵活高效的安全加密处理器件,提出一种多目标联合定制指令设计方法。该方法通过挖掘加密算法之间的公共频繁计算模式,提高定制指令的适应性。采用该方法对DES、AES、Blowfish、RC4和MD5等主流加密算法进行实验,结果表明其能有效完成定制指令设计,指令集扩展后,5种算法获得了41.9%~63.6%的性能提升。 展开更多

关键词 安全 加密 定制指令 频繁计算模式 多目标联合设计

下载PDF 职称材料

自动指纹识别系统的硬件逻辑实现

9

作者 江杰 赵建利 《自动化与仪器仪表》 2008年第3期4-6,27,共4页

介绍基于NIOSⅡ嵌入式处理器的自动指纹识别系统的实现方法;具体说明自动指纹识别系统的基本原理、硬件结构设计、用户自定制指令和SOPC系统设计;详细说明如何在SOPC开发工具中完成系统的硬件开发和在NIOSⅡIDE集成开发环境中完成系统... 介绍基于NIOSⅡ嵌入式处理器的自动指纹识别系统的实现方法;具体说明自动指纹识别系统的基本原理、硬件结构设计、用户自定制指令和SOPC系统设计;详细说明如何在SOPC开发工具中完成系统的硬件开发和在NIOSⅡIDE集成开发环境中完成系统的软件开发。 展开更多

关键词 定制指令 算法的硬件逻辑实现 指纹识别 嵌入式系统

下载PDF 职称材料

基于SOPC的嵌入式二维条码识读系统

10

作者 高同海 宋明 丁晓明 《电子产品世界》 2005年第11B期91-94,共4页

本文介绍了一种基于SOPC的二维条形码识读系统的实现方案,本系统以Altera公司的NiosII嵌入式软核处理器为核心,采用CMOS图像传感器以逐行扫描的方式采集二维条形码数据,利用用户自定义指令加速实现二维条形码高效准确地识读。同时,阐述... 本文介绍了一种基于SOPC的二维条形码识读系统的实现方案,本系统以Altera公司的NiosII嵌入式软核处理器为核心,采用CMOS图像传感器以逐行扫描的方式采集二维条形码数据,利用用户自定义指令加速实现二维条形码高效准确地识读。同时,阐述了水印在条码编码中的应用。 展开更多

关键词 二维条形码 数字水印 定制指令 NiosⅡ 二维条码 SOPC 嵌入式 系统 识读 CMOS图像传感器

下载PDF 职称材料

面向粗粒度数据流网络处理器的混合定制硬件加速

11

作者 李韬 孙志刚 《计算机工程与科学》 CSCD 北大核心 2011年第11期40-47,共8页

本文针对控制流网络处理器固定拓扑结构的限制及指令集并行性开发的不足,将粗粒度数据流设计思想引入到网络处理器体系结构设计中,提出了一种新型粗粒度数据流网络处理器体系结构-DynaNP。DynaNP利用处理引擎(PE)内控制流执行方式获得... 本文针对控制流网络处理器固定拓扑结构的限制及指令集并行性开发的不足,将粗粒度数据流设计思想引入到网络处理器体系结构设计中,提出了一种新型粗粒度数据流网络处理器体系结构-DynaNP。DynaNP利用处理引擎(PE)内控制流执行方式获得较高的可编程性,还利用PE间数据流执行方式开发了报文处理中的任务级并行性。为了进一步提高DynaNP的系统流量,面向DynaNP的多核及数据流特性,设计了混合定制硬件加速机制,并详细介绍了实现混合定制硬件加速的关键技术,通过提供统一的混合定制硬件加速接口,可以支持定制指令和协处理器两种典型硬件加速器。 展开更多

关键词 网络处理器 数据流 定制硬件 协处理器 定制指令

下载PDF 职称材料

面向多任务的定制指令模式提取

12

作者 薄拾 葛宁 林孝康 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2010年第15期3416-3418,3431,共4页

为提高嵌入式处理器对计算密集型应用的处理能力,并增强定制指令的适应性,提出一种面向多任务的定制指令模式自动化提取方法。该方法以目标应用的热点代码数据流图集合作为分析对象,通过流图频率加权的方式实现目标任务的优先级调整,并... 为提高嵌入式处理器对计算密集型应用的处理能力,并增强定制指令的适应性,提出一种面向多任务的定制指令模式自动化提取方法。该方法以目标应用的热点代码数据流图集合作为分析对象,通过流图频率加权的方式实现目标任务的优先级调整,并挖掘隐藏于任务程序热点中的频繁计算模式作为定制指令模式。安全加密和媒体处理优化实例结果表明,该方法可提高定制指令的适应性和利用率,其优化效果优于传统独立设计方式。 展开更多

关键词 指令集扩展 定制指令 多任务 频繁计算模式 数据流图 可配置处理器

下载PDF 职称材料

基于定制指令的椭圆曲线标量乘处理器

13

作者 严忻恺 邬贵明 +1 位作者 吴东 谢向辉 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2014年第10期2380-2384,共5页

椭圆曲线标量乘法的计算量大，对处理器的运算能力要求高，是整个椭圆曲线密码体制实现的关键；标量乘运算依赖于下层的点运算和最底层的有限域乘法、加法、求逆的运算速度，因此设计高效的标量乘和有限域运算硬件结构是提升椭圆曲线标... 椭圆曲线标量乘法的计算量大，对处理器的运算能力要求高，是整个椭圆曲线密码体制实现的关键；标量乘运算依赖于下层的点运算和最底层的有限域乘法、加法、求逆的运算速度，因此设计高效的标量乘和有限域运算硬件结构是提升椭圆曲线标量乘性能的关键．采用指令方式实现Montg：omen模逆运算，相比于传统实现减少了近1／3的延迟；提出一种混合点运算的数据流水排布模式，相比于顺序执行点加、倍点运算减少了近一半的延迟，具有较高的并行度和运算部件利用率；设计并实现了一种基于定制指令的椭圆曲线标量乘处理器，它在Virtex6VSX475T FPGA上完成一次标量乘运算需要0．275ms，吞吐量为18180次／秒，相比于相关工作。可以提升约45．9％-97．6％的运算延迟． 展开更多

关键词 椭圆曲线 标量乘法 定制指令 MONTGOMERY

下载PDF 职称材料

基于种类-位置模型的可重构资源指派方法

14

作者 张惠臻 谢维波 +1 位作者 李蹊 洪欣 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期299-304,共6页

在基于指令集动态可扩展技术的可重构指令集处理器研究中,如何有效使用系统的可重构资源,将很大程度上影响扩展得到的定制指令的功能实现,进而影响系统性能的优化效果.本文针对可重构资源的利用问题,首先设计了一种可重构资源模型,该模... 在基于指令集动态可扩展技术的可重构指令集处理器研究中,如何有效使用系统的可重构资源,将很大程度上影响扩展得到的定制指令的功能实现,进而影响系统性能的优化效果.本文针对可重构资源的利用问题,首先设计了一种可重构资源模型,该模型弱化了可重构资源的功能和数量属性,主要提供其种类和位置属性,并能够以此计算资源使用的时间属性.基于此模型,本文将图论中的图着色问题进行扩展,引入多遍着色的思想,提出了一种针对粗粒度可重构资源的资源指派算法,该算法将可重构资源的指派等价为一个图多遍着色问题,通过模型提供的属性参数和限制条件完成指派过程.实验结果验证了算法的有效性,并揭示了资源使用中的规律性,对提高资源利用率和系统性能具有一定的指导意义. 展开更多

关键词 可重构计算 资源建模 资源指派 定制指令

下载PDF 职称材料

NiosⅡ软核处理器的研究与设计

15

作者 王雪瑞 李华 《信息与电脑（理论版）》 2009年第11期51-52,共2页

NiosⅡ软核处理器是一种基于SOPC技术的新的解决方案。本文通过对NiosⅡ软核处理器的研究,重点分析了其灵活的定制指令功能,采用VHDL语言实现AES算法的硬件模块,并将其以扩展用户定制指令的形式嵌入到硬件系统的NiosⅡ处理器核中,在SOP... NiosⅡ软核处理器是一种基于SOPC技术的新的解决方案。本文通过对NiosⅡ软核处理器的研究,重点分析了其灵活的定制指令功能,采用VHDL语言实现AES算法的硬件模块,并将其以扩展用户定制指令的形式嵌入到硬件系统的NiosⅡ处理器核中,在SOPC系统上实现了AES算法。 展开更多

关键词 NiosⅡ软核处理器 SOPC技术 定制指令 AES算法

原文传递

基于代码剖析的定制指令识别

16

作者 薄拾 葛宁 林孝康 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2010年第3期144-148,共5页

代码剖析是分析程序行为和发现性能瓶颈的重要手段。根据可重配置处理器的定制指令设计需要,提出了一种基于虚拟机技术的代码剖析方法AID-prof。该方法的优势在于结构无关以及静态\动态分析的无缝契合。基于AID-prof,设计了一种自动化... 代码剖析是分析程序行为和发现性能瓶颈的重要手段。根据可重配置处理器的定制指令设计需要,提出了一种基于虚拟机技术的代码剖析方法AID-prof。该方法的优势在于结构无关以及静态\动态分析的无缝契合。基于AID-prof,设计了一种自动化的定制指令识别过程CID。实验显示,AID-prof可有效地发掘程序热点,并且示例程序通过CID产生的定制指令获得明显加速。 展开更多

关键词 可重配置处理器 定制指令 识别 代码剖析 虚拟机

下载PDF 职称材料

基于NiosⅡ的SOPC嵌入式系统设计 被引量：10

17

作者 黄佳玮 陈福深 《电子元器件应用》 2009年第7期48-51,共4页

介绍了基于NiosⅡ的SOPC嵌入式系统设计技术,分析了NiosⅡ处理器的关键技术和设计流程,重点给出了提高NiosⅡ处理器性能的几种方法,这些方法对基于NiosⅡ进行系统设计具有实际参考价值。

关键词 嵌入式系统 SOPC NiosⅡ 软核 自定制指令

下载PDF 职称材料

基于RISC-V的卷积神经网络处理器设计与实现 被引量：5

18

作者 傅思扬 陈华 郁发新 《微电子学与计算机》 北大核心 2020年第4期49-54,共6页

针对卷积神经网络对于运算资源需求的不断增长,和传统的硬件卷积加速方案在功耗、面积敏感的边缘计算领域难以应用的问题,设计并实现了一个低功耗嵌入式卷积神经网络加速处理器.目标处理器基于RISC-V指令集架构,内核扩展4条自定义神经... 针对卷积神经网络对于运算资源需求的不断增长,和传统的硬件卷积加速方案在功耗、面积敏感的边缘计算领域难以应用的问题,设计并实现了一个低功耗嵌入式卷积神经网络加速处理器.目标处理器基于RISC-V指令集架构,内核扩展4条自定义神经网络指令,并在硬件层面实现加速处理.该卷积神经网络处理器最大程度的复用了原RISC-V的数据通路和功能模块,减小了额外的功耗和芯片面积等资源开销.目标处理器通过RISC-V官方标准测试集验证,并对MNIST手写数据集进行识别测试,正确率达到97.23%.在TSMC 40nm标准数字工艺下,目标处理器面积仅为0.34 mm^(2,),动态功耗仅为11.1μw/MHz,与同期处理器相比,面积和功耗方面均具有一定优势. 展开更多

关键词 处理器 卷积神经网络 定制指令集 RISC-V

下载PDF 职称材料

自定制Nios处理器的FFT算法指令 被引量：2

19

作者 管立新 沈保锁 《微计算机信息》 北大核心 2006年第11Z期10-12,共3页

本文深入研究了Nios自定制指令的软硬件接口,基于Altera的IP核FFTV2.2.0实现了变换长度为1024点的高速复数FFT算法,提出了一种在Nios嵌入式系统中定制用户FFT算法指令的方法。研究表明,将FFT算法加入到Nios嵌入式处理器指令集中,可以帮... 本文深入研究了Nios自定制指令的软硬件接口,基于Altera的IP核FFTV2.2.0实现了变换长度为1024点的高速复数FFT算法,提出了一种在Nios嵌入式系统中定制用户FFT算法指令的方法。研究表明,将FFT算法加入到Nios嵌入式处理器指令集中,可以帮助系统完成复杂的数据处理任务,增强Nios系统的实时处理能力。 展开更多

关键词 知识产权核 快速傅立叶变换 自定制指令 Nios嵌入式处理器

下载PDF 职称材料

CORDIC算法在导航解算系统中的应用 被引量：1

20

作者 崔晓松 胡建萍 李陬 《杭州电子科技大学学报（自然科学版）》 2007年第6期5-8,共4页

该文介绍了CORDIC算法原理,阐述了CORDIC算法的24位流水线结构设计与实现,给出了算法的仿真结果。根据硬件加速理论与NiosII处理器特性,通过增加自定制指令的方式将CORDIC算法定制为NiosII处理器指令,应用于导航解算系统中,提高导航解... 该文介绍了CORDIC算法原理,阐述了CORDIC算法的24位流水线结构设计与实现,给出了算法的仿真结果。根据硬件加速理论与NiosII处理器特性,通过增加自定制指令的方式将CORDIC算法定制为NiosII处理器指令,应用于导航解算系统中,提高导航解算系统的解算速度。 展开更多

关键词 流水线设计 硬件加速 自定制指令 解算系统

下载PDF 职称材料