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微内核操作系统互斥量模块功能正确性的形式化验证
1
作者
张林雁
李希萌
+3 位作者
施智平
关永
曹钦翔
张倩颖
《软件学报》
EI
CSCD
北大核心
2024年第9期4179-4192,共14页
操作系统在许多安全攸关领域为软件系统提供关键性底层支撑,操作系统中一个微小的错误或漏洞都可能引起整个软件系统的重大故障,造成巨大经济损失或危及人身安全.为了减少此类安全事故的发生,对操作系统正确性进行验证十分必要.传统测...
操作系统在许多安全攸关领域为软件系统提供关键性底层支撑,操作系统中一个微小的错误或漏洞都可能引起整个软件系统的重大故障,造成巨大经济损失或危及人身安全.为了减少此类安全事故的发生,对操作系统正确性进行验证十分必要.传统测试手段无法穷尽系统中的所有潜在错误,因而操作系统验证有必要使用具有严格数学理论基础的形式化方法.在操作系统中,互斥量可协调多任务对资源的访问,是一种常用的任务同步方式,其功能正确性对于保障多任务应用的正确性十分关键.基于定理证明方法,在交互式定理证明器Coq中对某抢占式微内核操作系统的互斥量模块进行代码级形式化建模,给出其接口函数的形式化规范,并实现这些接口函数的功能正确性验证.
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关键词
互斥量
功能正确性
形式化验证
定理证明
Coq定理证明器
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职称材料
软硬件协同设计的SEU故障注入技术研究
被引量:
4
2
作者
王晶
荣金叶
+3 位作者
周继芹
于航
申娇
张伟功
《电子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第10期2534-2538,共5页
针对现有容错计算机故障注入方法缺乏对空间环境中频发的单粒子故障模型的支持,本文提出了一种利用背板技术的软硬件协同仿真与故障注入技术,分别针对寄存器部件和存储器部件的特性,设计了多位错误的单粒子故障模型,在寄存器传输级实现...
针对现有容错计算机故障注入方法缺乏对空间环境中频发的单粒子故障模型的支持,本文提出了一种利用背板技术的软硬件协同仿真与故障注入技术,分别针对寄存器部件和存储器部件的特性,设计了多位错误的单粒子故障模型,在寄存器传输级实现了通过软件生成故障并注入到硬件设计中的软硬件协同故障注入方案,避免了在硬件设计中修改代码生成故障破坏系统完整性的问题.基于Leon2内核的故障注入实验表明,本文设计的平台为处理器容错设计提供了一个自动化、非侵入、低开销的故障注入和可靠性评估方案.
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关键词
容错
故障注入
软硬件协同
单粒子翻转
微处理器
寄存器传输级
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职称材料
超级电容UPS智能监测系统设计与实现
被引量:
4
3
作者
唐武兵
关永
+3 位作者
吴立锋
王国辉
李晓娟
潘巍
《计算机工程与设计》
北大核心
2015年第12期3219-3224,3229,共7页
介绍研制的超级电容不间断电源(UPS)智能监测系统,阐述该系统的工作原理、流程以及软硬件设计。以STM32为核心处理器,实现超级电容UPS在线故障检测、超级电容关键参数电容量(C)和等效串联电阻(ESR)测量及劣化状态评估等功能,提高UPS可...
介绍研制的超级电容不间断电源(UPS)智能监测系统,阐述该系统的工作原理、流程以及软硬件设计。以STM32为核心处理器,实现超级电容UPS在线故障检测、超级电容关键参数电容量(C)和等效串联电阻(ESR)测量及劣化状态评估等功能,提高UPS可靠性。实际运行结果表明,该系统能快速检测出故障信号,准确测得超级电容C和ESR。
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关键词
STM32
超级电容
故障检测
电容量
等效串联电阻
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职称材料
实时嵌入式双操作系统架构研究综述
被引量:
16
4
作者
张美玉
张倩颖
+2 位作者
孟子琪
施智平
关永
《电子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第11期2787-2796,共10页
随着全球工业4. 0战略的提出,工业控制及航空航天等领域对嵌入式系统的要求越来越高,对实时性具有严格要求同时还需要应用功能丰富的通用操作系统的支持.针对该需求现状,学术界和产业界提出双操作系统的解决思路,即同时运行实时操作系...
随着全球工业4. 0战略的提出,工业控制及航空航天等领域对嵌入式系统的要求越来越高,对实时性具有严格要求同时还需要应用功能丰富的通用操作系统的支持.针对该需求现状,学术界和产业界提出双操作系统的解决思路,即同时运行实时操作系统和通用操作系统.本文归纳总结国内外嵌入式双操作系统的研究现状,对各种实现技术进行深入探讨和分析,列举嵌入式双操作系统典型应用和主要应用领域,最后对该类技术的研究趋势进行总结.
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关键词
双操作系统
嵌入式操作系统
实时性
虚拟化
双核
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职称材料
超级电容容量动态测试系统设计
被引量:
5
5
作者
郝美娟
吴立锋
+3 位作者
关永
潘巍
唐武兵
李晓娟
《计算机工程与设计》
CSCD
北大核心
2013年第12期4374-4378,共5页
为了深入研究超级电容的容量与端电压、充放电电流的关系,设计并实现了基于LabVIEW的超级电容容量动态测试系统。对超级电容容量的测试方法、信号调理电路的设计、传感器及数据采集卡的选型进行了介绍,详细阐述了基于LabVIEW的软件设计...
为了深入研究超级电容的容量与端电压、充放电电流的关系,设计并实现了基于LabVIEW的超级电容容量动态测试系统。对超级电容容量的测试方法、信号调理电路的设计、传感器及数据采集卡的选型进行了介绍,详细阐述了基于LabVIEW的软件设计,着重分析了超级电容端电压随时间的变化情况,并在此基础上研究了超级电容容量随端电压及充放电电流的变化情况。系统测试结果表明,该系统可以准确、同步地采集超级电容特征数据,确定端电压、充放电电流对超级电容容量的影响。
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关键词
超级电容
容量
LABVIEW数据采集
系统设计
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职称材料
基于PRISM的分布式实时操作系统任务调度的形式化验证
被引量:
3
6
作者
霍燕燕
关永
+3 位作者
李晓娟
王瑞
张杰
魏洪兴
《小型微型计算机系统》
CSCD
北大核心
2015年第9期2125-2129,共5页
大规模集成电路工艺技术的飞跃发展,掀起了计算机快速发展广泛普及的浪潮,同时又向计算机网络、巨型计算机、智能化方向以及分布式实时处理方向发展.其中,分布式实时系统的需求在各个领域的需求都不断扩大,于是,分布式实时操作系统也随...
大规模集成电路工艺技术的飞跃发展,掀起了计算机快速发展广泛普及的浪潮,同时又向计算机网络、巨型计算机、智能化方向以及分布式实时处理方向发展.其中,分布式实时系统的需求在各个领域的需求都不断扩大,于是,分布式实时操作系统也随之产生.为了保证设计的可靠性和正确性,通过模型检测的方法对分布式实时操作系统的任务调度建立马尔科夫决策过程(MDP)模型,并以机器人分布式实时操作系统为例,用概率计算树逻辑(PCTL)对一些关键属性进行描述,通过PRISM平台对任务的可调度性进行验证和分析.通过将验证和分析得到的量化结果不断反馈给设计人员,以反馈得到的结果为依据,设计人员可以作出相应的策略,进一步提高设计的可靠性和正确性.
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关键词
分布式实时操作系统
任务调度
概率模型检测
马尔科夫决策过程
PRISM
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职称材料
基于可信执行环境的嵌入式双操作系统架构研究
被引量:
3
7
作者
孟子琪
张倩颖
+1 位作者
施智平
关永
《计算机工程》
CAS
CSCD
北大核心
2019年第4期6-12,共7页
针对嵌入式系统对功能性与实时性的需求,提出一种双操作系统架构。基于ARM TrustZone提供的可信执行环境,构建双操作系统架构,实现通用操作系统(GPOS)与实时操作系统(RTOS)同时运行。将嵌入式系统中的任务划分为实时任务与非实时任务,...
针对嵌入式系统对功能性与实时性的需求,提出一种双操作系统架构。基于ARM TrustZone提供的可信执行环境,构建双操作系统架构,实现通用操作系统(GPOS)与实时操作系统(RTOS)同时运行。将嵌入式系统中的任务划分为实时任务与非实时任务,使实时任务在RTOS中运行,非实时任务在GPOS中运行。在物理开发板上实现原型系统,并使用实时性测试工具对该系统进行性能评估。结果表明,该架构在提供GPOS功能性的基础上,保证了系统的实时性。
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关键词
ARMTrustZone技术
可信执行环境
双操作系统
嵌入式系统
实时性
功能性
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职称材料
基于数据冗余性的近似计算技术
被引量:
5
8
作者
陈折桂
王晶
张伟功
《计算机工程与设计》
北大核心
2021年第3期649-655,共7页
为解决神经网络中爆炸式增长的数据量所加剧的计算机系统存储墙问题,针对经典近似方法在平衡精确度和开销问题上的不足,提出一种利用相邻数据之间相似特征以及神经网络中数据冗余性的优化方法。通过分析数据密集型应用的数据特征,提出...
为解决神经网络中爆炸式增长的数据量所加剧的计算机系统存储墙问题,针对经典近似方法在平衡精确度和开销问题上的不足,提出一种利用相邻数据之间相似特征以及神经网络中数据冗余性的优化方法。通过分析数据密集型应用的数据特征,提出针对权值的稀疏矩阵压缩,针对输入数据的重复值压缩和相邻小范围浮动数据近似的方案,设计神经网络拓扑感知的冗余数据近似方法,在合理范围内实现数据近似。实验结果表明,相比于SNNAP方案输出质量平均提高了8.16%,压缩率达到51.38%,为提高数据密集型应用的系统加速比提供了可行性。
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关键词
神经网络
数据冗余
数据相似
近似
压缩
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职称材料
Nuttx操作系统进程切换调度实时性的形式化验证
被引量:
3
9
作者
郝英华
王瑞
李晓娟
《计算机应用与软件》
北大核心
2018年第7期15-20,51,共7页
随着工业机器人的发展,实时性操作系统在工业控制领域的地位越来越重要。实时调度对实时操作系统的实时性有重要影响,是提高系统实时性的关键技术。Nuttx操作系统就是一个实时操作系统,它有三种调度策略:先来先服务、时间片轮转法以及...
随着工业机器人的发展,实时性操作系统在工业控制领域的地位越来越重要。实时调度对实时操作系统的实时性有重要影响,是提高系统实时性的关键技术。Nuttx操作系统就是一个实时操作系统,它有三种调度策略:先来先服务、时间片轮转法以及零星调度。首次提出对以上三种调度策略进行切换,使得任务到达时能够根据自身的特点去选择适合自己的调度策略,以便得到更快的响应。对切换策略建立时间自动机模型;用计算树逻辑公式对实时性进行了形式化描述;在模型检测工具时间自动机Uppaal中进行了验证。结果表明该切换策略能够使任务在规定的时间内更好地完成操作,满足了系统的实时性。
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关键词
工业机器人
实时调度
Nuttx操作系统
切换
实时性
时间自动机Uppaal
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职称材料
惯性导航系统中浮点计算加速单元设计
被引量:
2
10
作者
田换换
朱晓燕
《电子技术应用》
2019年第8期79-82,86,共5页
石英振梁加速度计采用频率输出的形式表示加速度,在惯性导航系统中,需要将频率值转换为加速度值,再进行姿态解算。采用软件方法进行浮点计算,需要耗费CPU大量的计算能力。为了优化频率转换的计算速度,设计一种面向频率转换应用的浮点计...
石英振梁加速度计采用频率输出的形式表示加速度,在惯性导航系统中,需要将频率值转换为加速度值,再进行姿态解算。采用软件方法进行浮点计算,需要耗费CPU大量的计算能力。为了优化频率转换的计算速度,设计一种面向频率转换应用的浮点计算加速单元,并基于FPGA进行了实现与验证。结果表明,系统从数据采样到频率转换,然后将频率值转换成加速度进行姿态解算,陀螺仪测得的角速度进行积分,最后完成数据融合,使用本文设计的浮点加速单元来实现频率转换,速度提高了2倍。
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关键词
石英振梁加速度计
惯性导航系统
频率转换
浮点计算
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职称材料
基于函数式语义的循环和递归程序结构通用证明技术
11
作者
李希萌
王国辉
+2 位作者
张倩颖
施智平
关永
《软件学报》
EI
CSCD
北大核心
2023年第8期3686-3707,共22页
各类安全攸关系统的可靠运行离不开软件程序的正确执行.程序的演绎验证技术为程序执行的正确性提供高度保障.程序语言种类繁多,且用途覆盖高可靠性场景的新式语言不断涌现,难以为每种语言设计支撑其程序验证任务的整套逻辑规则,并证明...
各类安全攸关系统的可靠运行离不开软件程序的正确执行.程序的演绎验证技术为程序执行的正确性提供高度保障.程序语言种类繁多,且用途覆盖高可靠性场景的新式语言不断涌现,难以为每种语言设计支撑其程序验证任务的整套逻辑规则,并证明其相对于形式语义的可靠性和完备性.语言无关的程序验证技术提供以程序语言的语义为参数的验证过程及其可靠性结果.对每种程序语言,提供其形式语义后可直接获得面向该语言的程序验证过程.提出一种面向大步操作语义的语言无关演绎验证技术,其核心是对不同语言中循环、递归等可导致无界行为的语法结构进行可靠推理的通用方法.特别地,借助大步操作语义的一种函数式形式化提供表达程序中子结构所执行计算的能力,从而允许借助辅助信息对子结构进行推理.证明所提出验证技术的可靠性和相对完备性,通过命令式、函数式语言中的程序验证实例初步评估了该技术的有效性,并在Coq辅助证明工具中形式化了所有理论结果和验证实例,为基于辅助证明工具实现面向大步语义的语言无关程序验证工具提供了基础.
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关键词
程序验证
大步操作语义
定理证明
Coq定理证明器
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职称材料
体系结构特征参数指导的近似计算技术
12
作者
梁伟伟
王晶
+2 位作者
王旭
刘鑫培
张伟功
《微电子学与计算机》
北大核心
2019年第12期72-77,共6页
能耗是制约微处理器发展的瓶颈之一,近似计算技术能够放松对精度的要求提高能效性.不同的应用程序对精度的需求各不相同,但现有技术选择近似程度时没有考虑程序需求,因而无法保证达到最优的能效性.针对上述问题本文提出了体系结构特征...
能耗是制约微处理器发展的瓶颈之一,近似计算技术能够放松对精度的要求提高能效性.不同的应用程序对精度的需求各不相同,但现有技术选择近似程度时没有考虑程序需求,因而无法保证达到最优的能效性.针对上述问题本文提出了体系结构特征参数指导的近似计算技术,建立了体系结构参数同近似敏感度之间的联系,通过机器学习方法选择对近似影响较大的参数,利用分类决策树建立区分程序近似敏感度的分析模型,并基于分析结果指导近似程度的选择.实验结果显示,本文的方法能够为不同程序选择合适的近似程度,实现计算精度和能效性的折中优化.
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关键词
近似计算
体系结构
能效性
主成分分析
分类决策树
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职称材料
利用数据冗余性的高速缓存压缩校验技术
13
作者
田芳
王晶
张伟功
《小型微型计算机系统》
CSCD
北大核心
2018年第9期2003-2009,共7页
现代计算机采用高速缓存弥补处理器和存储器之间日益增大的性能差异,因此高速缓存中数据的错误将会导致程序出错甚至系统崩溃等严重后果.然而随着摩尔定律的发展,在空间应用等苛刻计算环境中错误的复杂度越来越高,导致容错开销不断增加...
现代计算机采用高速缓存弥补处理器和存储器之间日益增大的性能差异,因此高速缓存中数据的错误将会导致程序出错甚至系统崩溃等严重后果.然而随着摩尔定律的发展,在空间应用等苛刻计算环境中错误的复杂度越来越高,导致容错开销不断增加.本文提出一种基于数据存储特征的压缩校验策略,分析程序的数据冗余特征,针对频繁出现的全0型数据,重复值型和相邻数相近值的三种数据分别压缩.为了合理利用压缩节省的存储空间提高空间利用率,提出了支持多个标签的高速缓存结构.最后,针对压缩的数据进行校验,减小冗余信息和相应的校验位的存储空间.基于SPEC2006的模拟评测结果显示,本文设计的方案将高速缓存的命中率平均提升了5.92%,单核IPC平均提升15.1%.
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关键词
高速缓存
容错
压缩
校验
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职称材料
基于UM-BUS总线的智能轮椅系统的新型体系结构
14
作者
冯绍辉
朱晓燕
张伟功
《电子技术应用》
2018年第9期137-140,145,共5页
针对可重构高速串行总线(UM-BUS)的特性,提出基于UM-BUS总线的智能轮椅系统的新型体系结构,该结构在扩展性、动态容错等方面优于传统体系结构。在新型体系结构的基础上,设计了通用的硬件与软件平台。所设计的智能轮椅控制系统具有扩展...
针对可重构高速串行总线(UM-BUS)的特性,提出基于UM-BUS总线的智能轮椅系统的新型体系结构,该结构在扩展性、动态容错等方面优于传统体系结构。在新型体系结构的基础上,设计了通用的硬件与软件平台。所设计的智能轮椅控制系统具有扩展便捷、高可靠以及通用性强的特点。
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关键词
可重构高速串行总线
智能轮椅
体系结构
扩展便捷
高可靠
通用性
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职称材料
开关电源中铝电解电容ESR实时估测
被引量:
15
15
作者
王国辉
关永
+2 位作者
郑学艳
吴立锋
潘巍
《电源技术》
CAS
CSCD
北大核心
2014年第6期1114-1117,共4页
在开关电源中,铝电解电容广泛应用于各种滤波网络。据统计,铝电解电容是开关电源中故障率最高、最为薄弱的环节。铝电解电容的等效串联电阻(ESR)是反映电容寿命的重要指标。应用一种基于改进EMD和Hilbert变换的新方法,实现ESR值实时估...
在开关电源中,铝电解电容广泛应用于各种滤波网络。据统计,铝电解电容是开关电源中故障率最高、最为薄弱的环节。铝电解电容的等效串联电阻(ESR)是反映电容寿命的重要指标。应用一种基于改进EMD和Hilbert变换的新方法,实现ESR值实时估测。该方法对采集的信号进行经验模态分解(EMD),得到一系列本征模函数(IMFs),对所需的IMF进行希尔伯特变换计算ESR,从而得到ESR实时估测值。以Buck电路为例,基于Saber进行仿真实验,结果表明本方法对ESR估测相对误差小于5%,从而为铝电解电容故障与劣化分析提供了新的理论依据和方法。
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关键词
铝电解电容
ESR
EMD
HILBERT变换
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职称材料
一种考虑温度和电压的超级电容寿命预测方法
被引量:
8
16
作者
吴立锋
单金生
+1 位作者
关永
王洪民
《电源技术》
CAS
CSCD
北大核心
2018年第1期90-92,96,共4页
介绍了超级电容的退化特征,阐释了影响其寿命衰减的因素,比较了各因素在超级电容退化过程中的作用,重点阐述了退化因素中环境温度和使用电压对超级电容寿命的影响。提出了基于现有的寿命数据或者经验法则,对工作在不同温度和电压下的超...
介绍了超级电容的退化特征,阐释了影响其寿命衰减的因素,比较了各因素在超级电容退化过程中的作用,重点阐述了退化因素中环境温度和使用电压对超级电容寿命的影响。提出了基于现有的寿命数据或者经验法则,对工作在不同温度和电压下的超级电容寿命的预测方法,并把这种方法应用于对超级电容退化特征参数的预测,为超级电容的合理使用提供参考依据。
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关键词
超级电容
退化
寿命
预测
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职称材料
自适应邻域值选取的LLE算法研究
被引量:
3
17
作者
高洁
吴立锋
+1 位作者
关永
王洪民
《小型微型计算机系统》
CSCD
北大核心
2017年第2期393-397,共5页
局部线性嵌入(LLE)是一种重要的流形学习算法,已广泛应用于图像处理和多维数据的可视化等领域,但其算法性能一直受邻域选择盲目性的制约.传统的邻域选择算法没有同时考虑高低维数据的分布情况,且没有对无效邻域点做出相应的处理,使自适...
局部线性嵌入(LLE)是一种重要的流形学习算法,已广泛应用于图像处理和多维数据的可视化等领域,但其算法性能一直受邻域选择盲目性的制约.传统的邻域选择算法没有同时考虑高低维数据的分布情况,且没有对无效邻域点做出相应的处理,使自适应结果受初始值影响较大.为此,提出新的自适应流形学习思想,用邻域点到切平面坐标映射函数的一阶泰勒逼近,初步确定出局部邻域值;然后利用关于高低维分布差异性函数的邻域调整策略和权值邻域思想,对初始邻域值进一步调整.该方法提高了LLE邻域选取算法的稳定性,同时减小无效邻域点被选中的可能.仿真表明,基于本文方法确定的自适应结果在不同的初始邻域值下基本一致,在人工数据集Swiss-roll上获得理想稳定的降维效果.
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关键词
流形学习
权值邻域
降维
局部切平面
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职称材料
基于周期粒度的级间寄存器备份机制
被引量:
1
18
作者
王晶
申娇
+3 位作者
丁利华
杨星
邱柯妮
张伟功
《电子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第10期2486-2494,共9页
单粒子翻转是空间环境下微处理器发生异常的重要诱因之一,随着集成电路特征尺寸的缩小,单粒子翻转不仅会引发单位错误,还会引发大量的多位错误,如何有效解决处理器所面临的多位故障是容错处理器设计面临的新挑战.本文提出了一种基于周...
单粒子翻转是空间环境下微处理器发生异常的重要诱因之一,随着集成电路特征尺寸的缩小,单粒子翻转不仅会引发单位错误,还会引发大量的多位错误,如何有效解决处理器所面临的多位故障是容错处理器设计面临的新挑战.本文提出了一种基于周期粒度的级间寄存器备份机制的容错方法,采用双流水线冗余结构,通过比较器对比两条流水线的级间寄存器以检测单粒子故障;以周期粒度对级间寄存器的内容进行备份,当检测到单粒子故障时,使用2个周期对流水线进行恢复;为避免脏数据流出流水线,在数据缓存和寄存器堆的入口设置写缓冲,通过延迟写入保证信息可靠性.本文基于实际的SPARC V8结构处理器,对提出的方法进行了具体实现,在实验平台上进行了仿真,仿真结果显示,本文提出的容错方法能够以一定的面积开销实现对SEU、SET、和MBU故障容错,加固处理器的主频最高可以提升70%.
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关键词
单粒子翻转
多位故障
容错
备份
写缓冲
流水线加固
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职称材料
SpaceWire总线冗余备份优化方法
被引量:
1
19
作者
王国辉
张晓宇
+1 位作者
关永
刘永梅
《计算机工程》
CAS
CSCD
2014年第1期305-308,314,共5页
在现场可编程门阵列(FPGA)资源有限的情况下,提出一种基于FPGA的SpaceWire总线冗余备份优化方法。采用调整内部功能子模块可靠度的方法,实现整个系统的备份优化,提高系统可靠性。根据失效率λ计算节点内各功能子模块的可靠度。基于评分...
在现场可编程门阵列(FPGA)资源有限的情况下,提出一种基于FPGA的SpaceWire总线冗余备份优化方法。采用调整内部功能子模块可靠度的方法,实现整个系统的备份优化,提高系统可靠性。根据失效率λ计算节点内各功能子模块的可靠度。基于评分分配法,计算每个子模块所应达到的可靠度指标。同时从数学角度,基于线性规划理论寻找冗余备份优化问题最优解。仿真实验结果表明,该方法能够在满足可靠度要求的前提下节约FPGA的片上资源。
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关键词
SpaceWire总线
冗余备份
系统可靠性
模块可靠度
评分分配
线性规划
优化设计
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职称材料
基于迁移学习的甜菜褐斑病识别方法
被引量:
2
20
作者
尹晔
尚媛园
+1 位作者
邵珠宏
刘小明
《计算机工程与设计》
北大核心
2018年第9期2748-2752,2757,共6页
为减少农业专家评估甜菜实验植株病情需要的大量时间和精力,使评估更加客观,提出基于迁移学习的褐斑病自动识别方法。在甜菜田地中,使用架设在拖拉机上的摄像机拍摄甜菜植株的视频,随机提取视频截图交由农业专家进行评估并记录标签;对...
为减少农业专家评估甜菜实验植株病情需要的大量时间和精力,使评估更加客观,提出基于迁移学习的褐斑病自动识别方法。在甜菜田地中,使用架设在拖拉机上的摄像机拍摄甜菜植株的视频,随机提取视频截图交由农业专家进行评估并记录标签;对视频截图进行多次随机裁剪,和标签一起构成实验的数据集。将甜菜褐斑病病情评估建模为一个回归问题,以预训练的CaffeNet为原型,通过微调(fine-tuning)方法重新训练出新的模型解决该问题。实验结果表明,该模型对褐斑病病情的评估均方根误差达到了0.63,训练的深度卷积神经网络能够完成对甜菜褐斑病病情的评估。
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关键词
甜菜褐斑病
精准农业
迁移学习
卷积神经网络
神经网络微调
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职称材料
题名
微内核操作系统互斥量模块功能正确性的形式化验证
1
作者
张林雁
李希萌
施智平
关永
曹钦翔
张倩颖
机构
首都师范大学信息工程学院
电子系统可靠性技术北京市重点实验室
(首都师范大学)
北京
成像理论与
技术
高精尖创新中心(首都师范大学)
上海交通大学约翰霍普克罗夫特计算机科学中心
出处
《软件学报》
EI
CSCD
北大核心
2024年第9期4179-4192,共14页
基金
国家自然科学基金(62002246,62272322,62272323,62372311,62372312,61902240)。
文摘
操作系统在许多安全攸关领域为软件系统提供关键性底层支撑,操作系统中一个微小的错误或漏洞都可能引起整个软件系统的重大故障,造成巨大经济损失或危及人身安全.为了减少此类安全事故的发生,对操作系统正确性进行验证十分必要.传统测试手段无法穷尽系统中的所有潜在错误,因而操作系统验证有必要使用具有严格数学理论基础的形式化方法.在操作系统中,互斥量可协调多任务对资源的访问,是一种常用的任务同步方式,其功能正确性对于保障多任务应用的正确性十分关键.基于定理证明方法,在交互式定理证明器Coq中对某抢占式微内核操作系统的互斥量模块进行代码级形式化建模,给出其接口函数的形式化规范,并实现这些接口函数的功能正确性验证.
关键词
互斥量
功能正确性
形式化验证
定理证明
Coq定理证明器
Keywords
mutex
functional correctness
formal verification
theorem proof
Coq theorem prover
分类号
TP316 [自动化与计算机技术—计算机软件与理论]
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职称材料
题名
软硬件协同设计的SEU故障注入技术研究
被引量:
4
2
作者
王晶
荣金叶
周继芹
于航
申娇
张伟功
机构
首都师范大学信息工程学院
北京
微
电子
技术
研究所
首都师范大学
电子系统可靠性技术北京市重点实验室
出处
《电子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第10期2534-2538,共5页
基金
国防973项目
国家自然科学基金(No.61772350
+7 种基金
No.61472260
No.61741211)
北京市高水平教师队伍建设计划(No.CIT&TCD201704082
No.CIT&TCD20170322)
体系结构国家重点实验室开放课题(No.CARCH201607)
北京市科技新星计划(No.XX2018081)
深圳市科技计划项目(No.JCYJ20150529164656096
No.JCYJ20170302153955969)
文摘
针对现有容错计算机故障注入方法缺乏对空间环境中频发的单粒子故障模型的支持,本文提出了一种利用背板技术的软硬件协同仿真与故障注入技术,分别针对寄存器部件和存储器部件的特性,设计了多位错误的单粒子故障模型,在寄存器传输级实现了通过软件生成故障并注入到硬件设计中的软硬件协同故障注入方案,避免了在硬件设计中修改代码生成故障破坏系统完整性的问题.基于Leon2内核的故障注入实验表明,本文设计的平台为处理器容错设计提供了一个自动化、非侵入、低开销的故障注入和可靠性评估方案.
关键词
容错
故障注入
软硬件协同
单粒子翻转
微处理器
寄存器传输级
Keywords
fault-tolerant
fault injection
software-hardware co-design
single event upset
microprocessor
RTL
分类号
TP302.8 [自动化与计算机技术—计算机系统结构]
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职称材料
题名
超级电容UPS智能监测系统设计与实现
被引量:
4
3
作者
唐武兵
关永
吴立锋
王国辉
李晓娟
潘巍
机构
首都师范大学信息工程学院
首都师范大学高
可靠
嵌入式
系统
技术
北京市
工程研究中心
首都师范大学
电子系统可靠性技术北京市重点实验室
出处
《计算机工程与设计》
北大核心
2015年第12期3219-3224,3229,共7页
基金
国家自然科学基金项目(61070049
61202027)
+4 种基金
国际科技合作基金项目(2012DFA11340)
北京市自然科学基金项目(4122015)
北京市教委科研基地建设基金项目
"计算机应用技术"北京市重点建设学科
"通信与信息系统"北京市重点建设学科基金项目
文摘
介绍研制的超级电容不间断电源(UPS)智能监测系统,阐述该系统的工作原理、流程以及软硬件设计。以STM32为核心处理器,实现超级电容UPS在线故障检测、超级电容关键参数电容量(C)和等效串联电阻(ESR)测量及劣化状态评估等功能,提高UPS可靠性。实际运行结果表明,该系统能快速检测出故障信号,准确测得超级电容C和ESR。
关键词
STM32
超级电容
故障检测
电容量
等效串联电阻
Keywords
STM32
supercapacitor
fault detection
capacitance
equivalent series resistance
分类号
TP277 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
实时嵌入式双操作系统架构研究综述
被引量:
16
4
作者
张美玉
张倩颖
孟子琪
施智平
关永
机构
首都师范大学信息工程学院
成像
技术
北京市
高精尖创新中心
轻型工业机器人与安全验证
北京市
重点
实验室
电子系统可靠性技术北京市重点实验室
出处
《电子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第11期2787-2796,共10页
基金
国家自然科学基金(No.61602325
No.61572331
+5 种基金
No.61472468
No.61702348)
国家重点研发计划(No.2017YFC0806700
No.2017YFB1301100)
国家科技支撑计划(No.2015BAF13B01)
北京市科委(No.LJ201607)
文摘
随着全球工业4. 0战略的提出,工业控制及航空航天等领域对嵌入式系统的要求越来越高,对实时性具有严格要求同时还需要应用功能丰富的通用操作系统的支持.针对该需求现状,学术界和产业界提出双操作系统的解决思路,即同时运行实时操作系统和通用操作系统.本文归纳总结国内外嵌入式双操作系统的研究现状,对各种实现技术进行深入探讨和分析,列举嵌入式双操作系统典型应用和主要应用领域,最后对该类技术的研究趋势进行总结.
关键词
双操作系统
嵌入式操作系统
实时性
虚拟化
双核
Keywords
dual operating system
embedded operating system
real-time
virtualization
dual-core
分类号
TP316 [自动化与计算机技术—计算机软件与理论]
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职称材料
题名
超级电容容量动态测试系统设计
被引量:
5
5
作者
郝美娟
吴立锋
关永
潘巍
唐武兵
李晓娟
机构
首都师范大学信息工程学院
北京
首都师范大学高
可靠
嵌入式
系统
技术
北京市
工程研究中心
北京
首都师范大学
电子系统可靠性技术北京市重点实验室
北京
出处
《计算机工程与设计》
CSCD
北大核心
2013年第12期4374-4378,共5页
基金
国家自然科学基金项目(61070049、61202027)
国际科技合作基金项目(2012DFA11340)
+2 种基金
北京市自然科学基金项目(4122015)
北京市教育委员会科技计划面上基金项目(KM201210028001)
电子系统可靠性技术北京市重点实验室2012年阶梯计划基金项目(Z121101002812006)
文摘
为了深入研究超级电容的容量与端电压、充放电电流的关系,设计并实现了基于LabVIEW的超级电容容量动态测试系统。对超级电容容量的测试方法、信号调理电路的设计、传感器及数据采集卡的选型进行了介绍,详细阐述了基于LabVIEW的软件设计,着重分析了超级电容端电压随时间的变化情况,并在此基础上研究了超级电容容量随端电压及充放电电流的变化情况。系统测试结果表明,该系统可以准确、同步地采集超级电容特征数据,确定端电压、充放电电流对超级电容容量的影响。
关键词
超级电容
容量
LABVIEW数据采集
系统设计
Keywords
supercapacitor
capacitance
LabVIEW
data acquisition
system design
分类号
TP274 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
基于PRISM的分布式实时操作系统任务调度的形式化验证
被引量:
3
6
作者
霍燕燕
关永
李晓娟
王瑞
张杰
魏洪兴
机构
高
可靠
嵌入式
系统
技术
北京市
工程研究中心
电子系统可靠性技术北京市重点实验室
北京
化工大学信息科学与
技术
学院
北京
航空航天大学机械工程及自动化学院
出处
《小型微型计算机系统》
CSCD
北大核心
2015年第9期2125-2129,共5页
基金
国际科技合作计划项目(2011DFG13000,2010DFB10930)资助
国家自然科学基金项目(61373034,61303014)资助
+2 种基金
北京市教委科研基地建设项目(TJSHG201310028014)资助
北京市教委(KM201510028015)资助
北京市属高等学校创新团队建设与教师职业发展计划项目(IDHT20150507)资助
文摘
大规模集成电路工艺技术的飞跃发展,掀起了计算机快速发展广泛普及的浪潮,同时又向计算机网络、巨型计算机、智能化方向以及分布式实时处理方向发展.其中,分布式实时系统的需求在各个领域的需求都不断扩大,于是,分布式实时操作系统也随之产生.为了保证设计的可靠性和正确性,通过模型检测的方法对分布式实时操作系统的任务调度建立马尔科夫决策过程(MDP)模型,并以机器人分布式实时操作系统为例,用概率计算树逻辑(PCTL)对一些关键属性进行描述,通过PRISM平台对任务的可调度性进行验证和分析.通过将验证和分析得到的量化结果不断反馈给设计人员,以反馈得到的结果为依据,设计人员可以作出相应的策略,进一步提高设计的可靠性和正确性.
关键词
分布式实时操作系统
任务调度
概率模型检测
马尔科夫决策过程
PRISM
Keywords
distributed real-time operating systems
task scheduling
probabilistic model checking
M arkov decision process
PRISM
分类号
TP301 [自动化与计算机技术—计算机系统结构]
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职称材料
题名
基于可信执行环境的嵌入式双操作系统架构研究
被引量:
3
7
作者
孟子琪
张倩颖
施智平
关永
机构
首都师范大学信息工程学院
北京
成像理论与
技术
高精尖创新中心
轻型工业机器人与安全验证
北京市
重点
实验室
电子系统可靠性技术北京市重点实验室
出处
《计算机工程》
CAS
CSCD
北大核心
2019年第4期6-12,共7页
基金
国家重点研发计划(2017YFB1301100)
国家自然科学基金(61602325
+3 种基金
61802375
61876111
61877040)
北京市教委科技计划一般项目(KM20190028005)
文摘
针对嵌入式系统对功能性与实时性的需求,提出一种双操作系统架构。基于ARM TrustZone提供的可信执行环境,构建双操作系统架构,实现通用操作系统(GPOS)与实时操作系统(RTOS)同时运行。将嵌入式系统中的任务划分为实时任务与非实时任务,使实时任务在RTOS中运行,非实时任务在GPOS中运行。在物理开发板上实现原型系统,并使用实时性测试工具对该系统进行性能评估。结果表明,该架构在提供GPOS功能性的基础上,保证了系统的实时性。
关键词
ARMTrustZone技术
可信执行环境
双操作系统
嵌入式系统
实时性
功能性
Keywords
ARM TrustZone technology
trusted execution environment
dual operating system
embedded system
real-time performance
functionality
分类号
TP316 [自动化与计算机技术—计算机软件与理论]
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职称材料
题名
基于数据冗余性的近似计算技术
被引量:
5
8
作者
陈折桂
王晶
张伟功
机构
首都师范大学信息工程学院
首都师范大学
北京
成像理论与
技术
高精尖创新中心
首都师范大学
电子系统可靠性技术北京市重点实验室
出处
《计算机工程与设计》
北大核心
2021年第3期649-655,共7页
基金
国家自然科学基金项目(61772350)
共有信息系统装备预先研究基金项目(公开)(JZX2017-0988/Y300)
+3 种基金
北京市科技新星计划基金项目(Z181100006218093)
北京未来芯片技术高精尖创新中心科研基金项目(KYJJ2018008)
北京市高水平教师队伍建设计划基金项目(CIT&TCD201704082)
科技创新服务能力建设-基本科研业务费基金项目(科研类)(19530050173)。
文摘
为解决神经网络中爆炸式增长的数据量所加剧的计算机系统存储墙问题,针对经典近似方法在平衡精确度和开销问题上的不足,提出一种利用相邻数据之间相似特征以及神经网络中数据冗余性的优化方法。通过分析数据密集型应用的数据特征,提出针对权值的稀疏矩阵压缩,针对输入数据的重复值压缩和相邻小范围浮动数据近似的方案,设计神经网络拓扑感知的冗余数据近似方法,在合理范围内实现数据近似。实验结果表明,相比于SNNAP方案输出质量平均提高了8.16%,压缩率达到51.38%,为提高数据密集型应用的系统加速比提供了可行性。
关键词
神经网络
数据冗余
数据相似
近似
压缩
Keywords
neural network
data redundancy
similar data
approximate
compress
分类号
TP302 [自动化与计算机技术—计算机系统结构]
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职称材料
题名
Nuttx操作系统进程切换调度实时性的形式化验证
被引量:
3
9
作者
郝英华
王瑞
李晓娟
机构
首都师范大学信息工程学院
首都师范大学高
可靠
嵌入式
系统
技术
北京市
工程研究中心
出处
《计算机应用与软件》
北大核心
2018年第7期15-20,51,共7页
基金
国家自然科学基金项目(61572331,61472468)
国际科技合作计划项目(2011DFG13000)
国家科技支撑计划项目(2015BAF13B01)
文摘
随着工业机器人的发展,实时性操作系统在工业控制领域的地位越来越重要。实时调度对实时操作系统的实时性有重要影响,是提高系统实时性的关键技术。Nuttx操作系统就是一个实时操作系统,它有三种调度策略:先来先服务、时间片轮转法以及零星调度。首次提出对以上三种调度策略进行切换,使得任务到达时能够根据自身的特点去选择适合自己的调度策略,以便得到更快的响应。对切换策略建立时间自动机模型;用计算树逻辑公式对实时性进行了形式化描述;在模型检测工具时间自动机Uppaal中进行了验证。结果表明该切换策略能够使任务在规定的时间内更好地完成操作,满足了系统的实时性。
关键词
工业机器人
实时调度
Nuttx操作系统
切换
实时性
时间自动机Uppaal
Keywords
Industrial robots
Real-time scheduling
Nuttx operating system
Switch
Real-time
Timed automate Uppaal
分类号
TP316 [自动化与计算机技术—计算机软件与理论]
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职称材料
题名
惯性导航系统中浮点计算加速单元设计
被引量:
2
10
作者
田换换
朱晓燕
机构
首都师范大学信息工程学院
电子系统可靠性技术北京市重点实验室
出处
《电子技术应用》
2019年第8期79-82,86,共5页
基金
共用信息系统装备预先研究项目(公开)(JZX2017-0988/Y300)
国家自然科学基金(61772350,61741211)
科技创新服务能力建设-基本科研业务费(科研类)(025185305000)
文摘
石英振梁加速度计采用频率输出的形式表示加速度,在惯性导航系统中,需要将频率值转换为加速度值,再进行姿态解算。采用软件方法进行浮点计算,需要耗费CPU大量的计算能力。为了优化频率转换的计算速度,设计一种面向频率转换应用的浮点计算加速单元,并基于FPGA进行了实现与验证。结果表明,系统从数据采样到频率转换,然后将频率值转换成加速度进行姿态解算,陀螺仪测得的角速度进行积分,最后完成数据融合,使用本文设计的浮点加速单元来实现频率转换,速度提高了2倍。
关键词
石英振梁加速度计
惯性导航系统
频率转换
浮点计算
Keywords
quartz vibrating beam accelerometer
inertial navigation system
frequency conversion
floating point calculation
分类号
TP33 [自动化与计算机技术—计算机系统结构]
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职称材料
题名
基于函数式语义的循环和递归程序结构通用证明技术
11
作者
李希萌
王国辉
张倩颖
施智平
关永
机构
首都师范大学信息工程学院
电子系统可靠性技术北京市重点实验室
(首都师范大学)
北京
成像理论与
技术
高精尖创新中心(首都师范大学)
出处
《软件学报》
EI
CSCD
北大核心
2023年第8期3686-3707,共22页
基金
国家重点研发计划(2019YFB1309900)
国家自然科学基金(61876111,61877040,62002246)
北京市教育委员会科技计划(KM201910028005,KM202010028010)。
文摘
各类安全攸关系统的可靠运行离不开软件程序的正确执行.程序的演绎验证技术为程序执行的正确性提供高度保障.程序语言种类繁多,且用途覆盖高可靠性场景的新式语言不断涌现,难以为每种语言设计支撑其程序验证任务的整套逻辑规则,并证明其相对于形式语义的可靠性和完备性.语言无关的程序验证技术提供以程序语言的语义为参数的验证过程及其可靠性结果.对每种程序语言,提供其形式语义后可直接获得面向该语言的程序验证过程.提出一种面向大步操作语义的语言无关演绎验证技术,其核心是对不同语言中循环、递归等可导致无界行为的语法结构进行可靠推理的通用方法.特别地,借助大步操作语义的一种函数式形式化提供表达程序中子结构所执行计算的能力,从而允许借助辅助信息对子结构进行推理.证明所提出验证技术的可靠性和相对完备性,通过命令式、函数式语言中的程序验证实例初步评估了该技术的有效性,并在Coq辅助证明工具中形式化了所有理论结果和验证实例,为基于辅助证明工具实现面向大步语义的语言无关程序验证工具提供了基础.
关键词
程序验证
大步操作语义
定理证明
Coq定理证明器
Keywords
program verification
big-step operational semantics
theorem proving
Coq proof assistant
分类号
TP311 [自动化与计算机技术—计算机软件与理论]
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职称材料
题名
体系结构特征参数指导的近似计算技术
12
作者
梁伟伟
王晶
王旭
刘鑫培
张伟功
机构
首都师范大学信息工程学院
电子系统可靠性技术北京市重点实验室
中国科学院计算
技术
研究所
北京
成像理论与
技术
高精尖创新中心
出处
《微电子学与计算机》
北大核心
2019年第12期72-77,共6页
基金
国家自然科学基金项目(61772350)
共有信息系统装备预先研究项目(公开)(JZX2017-0988/Y300)
+3 种基金
北京市科技新星计划(Z181100006218093)
体系结构国家重点实验室开放课题(CARCH201607)
北京未来芯片技术高精尖创新中心科研基金资助项目(KYJJ2018008)
科技创新服务能力建设-基本科研业务费(科研类)(19530050173,02518530500)
文摘
能耗是制约微处理器发展的瓶颈之一,近似计算技术能够放松对精度的要求提高能效性.不同的应用程序对精度的需求各不相同,但现有技术选择近似程度时没有考虑程序需求,因而无法保证达到最优的能效性.针对上述问题本文提出了体系结构特征参数指导的近似计算技术,建立了体系结构参数同近似敏感度之间的联系,通过机器学习方法选择对近似影响较大的参数,利用分类决策树建立区分程序近似敏感度的分析模型,并基于分析结果指导近似程度的选择.实验结果显示,本文的方法能够为不同程序选择合适的近似程度,实现计算精度和能效性的折中优化.
关键词
近似计算
体系结构
能效性
主成分分析
分类决策树
Keywords
approximate technique
architecture
energy efficient
principal components analysis
classification and regression trees
分类号
TP302 [自动化与计算机技术—计算机系统结构]
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职称材料
题名
利用数据冗余性的高速缓存压缩校验技术
13
作者
田芳
王晶
张伟功
机构
首都师范大学信息工程学院
首都师范大学
电子系统可靠性技术北京市重点实验室
北京
成像
技术
高精尖创新中心
出处
《小型微型计算机系统》
CSCD
北大核心
2018年第9期2003-2009,共7页
基金
国家自然科学基金项目(61772350
61472260
+6 种基金
61741211)资助
北京市高水平教师队伍建设计划项目(CIT&TCD201704082
CIT&TCD20170322)资助
体系结构国家重点实验室开放项目(CARCH201607)资助
北京市科技新星计划项目(Z181100006218093)资助
深圳市科技计划项目(JCYJ20150529164656096
JCYJ20170302153955969)资助
文摘
现代计算机采用高速缓存弥补处理器和存储器之间日益增大的性能差异,因此高速缓存中数据的错误将会导致程序出错甚至系统崩溃等严重后果.然而随着摩尔定律的发展,在空间应用等苛刻计算环境中错误的复杂度越来越高,导致容错开销不断增加.本文提出一种基于数据存储特征的压缩校验策略,分析程序的数据冗余特征,针对频繁出现的全0型数据,重复值型和相邻数相近值的三种数据分别压缩.为了合理利用压缩节省的存储空间提高空间利用率,提出了支持多个标签的高速缓存结构.最后,针对压缩的数据进行校验,减小冗余信息和相应的校验位的存储空间.基于SPEC2006的模拟评测结果显示,本文设计的方案将高速缓存的命中率平均提升了5.92%,单核IPC平均提升15.1%.
关键词
高速缓存
容错
压缩
校验
Keywords
cache
fault-tolerant
compress
error correction code
分类号
TP305 [自动化与计算机技术—计算机系统结构]
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职称材料
题名
基于UM-BUS总线的智能轮椅系统的新型体系结构
14
作者
冯绍辉
朱晓燕
张伟功
机构
首都师范大学信息工程学院
首都师范大学
电子系统可靠性技术北京市重点实验室
北京
成像
技术
高精尖创新中心
出处
《电子技术应用》
2018年第9期137-140,145,共5页
基金
国家自然科学基金(61741211)
文摘
针对可重构高速串行总线(UM-BUS)的特性,提出基于UM-BUS总线的智能轮椅系统的新型体系结构,该结构在扩展性、动态容错等方面优于传统体系结构。在新型体系结构的基础上,设计了通用的硬件与软件平台。所设计的智能轮椅控制系统具有扩展便捷、高可靠以及通用性强的特点。
关键词
可重构高速串行总线
智能轮椅
体系结构
扩展便捷
高可靠
通用性
Keywords
reconfigurable high speed serial bus
intelligent wheelchair
architecture
easy expansion
high reliability
versatility
分类号
TP399 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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职称材料
题名
开关电源中铝电解电容ESR实时估测
被引量:
15
15
作者
王国辉
关永
郑学艳
吴立锋
潘巍
机构
首都师范大学信息工程学院
首都师范大学
电子系统可靠性技术北京市重点实验室
出处
《电源技术》
CAS
CSCD
北大核心
2014年第6期1114-1117,共4页
基金
国家自然科学基金(61070049
61202027)
+1 种基金
国际科技合作项目(2012DFA11340)
北京市自然科学基金(4122015)
文摘
在开关电源中,铝电解电容广泛应用于各种滤波网络。据统计,铝电解电容是开关电源中故障率最高、最为薄弱的环节。铝电解电容的等效串联电阻(ESR)是反映电容寿命的重要指标。应用一种基于改进EMD和Hilbert变换的新方法,实现ESR值实时估测。该方法对采集的信号进行经验模态分解(EMD),得到一系列本征模函数(IMFs),对所需的IMF进行希尔伯特变换计算ESR,从而得到ESR实时估测值。以Buck电路为例,基于Saber进行仿真实验,结果表明本方法对ESR估测相对误差小于5%,从而为铝电解电容故障与劣化分析提供了新的理论依据和方法。
关键词
铝电解电容
ESR
EMD
HILBERT变换
Keywords
Aluminum electrolytic capacitor
ESR
, EMD
Hilbert transform
分类号
TM535 [电气工程—电器]
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职称材料
题名
一种考虑温度和电压的超级电容寿命预测方法
被引量:
8
16
作者
吴立锋
单金生
关永
王洪民
机构
首都师范大学信息工程学院高
可靠
嵌入式
系统
技术
北京市
工程研究中心
电子系统可靠性技术北京市重点实验室
出处
《电源技术》
CAS
CSCD
北大核心
2018年第1期90-92,96,共4页
基金
国家自然科学基金资助项目(61202027)
国际科技合作项目资助(2012DFA11340)
北京市属高等学校创新团队建设与教师职业发展计划项目(IDHT20150507)
文摘
介绍了超级电容的退化特征,阐释了影响其寿命衰减的因素,比较了各因素在超级电容退化过程中的作用,重点阐述了退化因素中环境温度和使用电压对超级电容寿命的影响。提出了基于现有的寿命数据或者经验法则,对工作在不同温度和电压下的超级电容寿命的预测方法,并把这种方法应用于对超级电容退化特征参数的预测,为超级电容的合理使用提供参考依据。
关键词
超级电容
退化
寿命
预测
Keywords
supercapacitor
degradation
life
prediction
分类号
TM53 [电气工程—电器]
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职称材料
题名
自适应邻域值选取的LLE算法研究
被引量:
3
17
作者
高洁
吴立锋
关永
王洪民
机构
首都师范大学信息工程学院
首都师范大学高
可靠
嵌入式
系统
技术
北京市
工程
技术
研究中心
首都师范大学
电子系统可靠性技术北京市重点实验室
出处
《小型微型计算机系统》
CSCD
北大核心
2017年第2期393-397,共5页
基金
国家自然科学基金项目(61202027)资助
北京市属高等学校创新团队建设与教师职业发展计划项目(IDHT20150507)资助
北京市留学人员科技项目择优资助
文摘
局部线性嵌入(LLE)是一种重要的流形学习算法,已广泛应用于图像处理和多维数据的可视化等领域,但其算法性能一直受邻域选择盲目性的制约.传统的邻域选择算法没有同时考虑高低维数据的分布情况,且没有对无效邻域点做出相应的处理,使自适应结果受初始值影响较大.为此,提出新的自适应流形学习思想,用邻域点到切平面坐标映射函数的一阶泰勒逼近,初步确定出局部邻域值;然后利用关于高低维分布差异性函数的邻域调整策略和权值邻域思想,对初始邻域值进一步调整.该方法提高了LLE邻域选取算法的稳定性,同时减小无效邻域点被选中的可能.仿真表明,基于本文方法确定的自适应结果在不同的初始邻域值下基本一致,在人工数据集Swiss-roll上获得理想稳定的降维效果.
关键词
流形学习
权值邻域
降维
局部切平面
Keywords
manifold learning
weighted neighborhood
dimensionality reduction
partial tangent plane
分类号
TP311 [自动化与计算机技术—计算机软件与理论]
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职称材料
题名
基于周期粒度的级间寄存器备份机制
被引量:
1
18
作者
王晶
申娇
丁利华
杨星
邱柯妮
张伟功
机构
首都师范大学信息工程学院
中国科学院计算
技术
研究所
首都师范大学
电子系统可靠性技术北京市重点实验室
出处
《电子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第10期2486-2494,共9页
基金
国防973项目
国家自然科学基金(No.61772350,No.61472260,No.61741211)
+3 种基金
北京市高水平教师队伍建设计划(No.CIT&TCD201704082,No.CIT&TCD20170322)
体系结构国家重点实验室开放课题(No.CARCH201607)
北京市科技新星计划(No.XX2018081)
深圳市科技计划项目(No.JCYJ20150529164656096,No.JCYJ20170302153955969)。
文摘
单粒子翻转是空间环境下微处理器发生异常的重要诱因之一,随着集成电路特征尺寸的缩小,单粒子翻转不仅会引发单位错误,还会引发大量的多位错误,如何有效解决处理器所面临的多位故障是容错处理器设计面临的新挑战.本文提出了一种基于周期粒度的级间寄存器备份机制的容错方法,采用双流水线冗余结构,通过比较器对比两条流水线的级间寄存器以检测单粒子故障;以周期粒度对级间寄存器的内容进行备份,当检测到单粒子故障时,使用2个周期对流水线进行恢复;为避免脏数据流出流水线,在数据缓存和寄存器堆的入口设置写缓冲,通过延迟写入保证信息可靠性.本文基于实际的SPARC V8结构处理器,对提出的方法进行了具体实现,在实验平台上进行了仿真,仿真结果显示,本文提出的容错方法能够以一定的面积开销实现对SEU、SET、和MBU故障容错,加固处理器的主频最高可以提升70%.
关键词
单粒子翻转
多位故障
容错
备份
写缓冲
流水线加固
Keywords
SEU
MBU
fault tolerance
back-up
write-buffer
pipeline hardened
分类号
TP302.8 [自动化与计算机技术—计算机系统结构]
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职称材料
题名
SpaceWire总线冗余备份优化方法
被引量:
1
19
作者
王国辉
张晓宇
关永
刘永梅
机构
首都师范大学
电子系统可靠性技术北京市重点实验室
中国
电子
科技集团公司第五十四研究所卫星通信与广播电视专业部
出处
《计算机工程》
CAS
CSCD
2014年第1期305-308,314,共5页
基金
国际科技合作基金资助项目(2010DFB10930)
文摘
在现场可编程门阵列(FPGA)资源有限的情况下,提出一种基于FPGA的SpaceWire总线冗余备份优化方法。采用调整内部功能子模块可靠度的方法,实现整个系统的备份优化,提高系统可靠性。根据失效率λ计算节点内各功能子模块的可靠度。基于评分分配法,计算每个子模块所应达到的可靠度指标。同时从数学角度,基于线性规划理论寻找冗余备份优化问题最优解。仿真实验结果表明,该方法能够在满足可靠度要求的前提下节约FPGA的片上资源。
关键词
SpaceWire总线
冗余备份
系统可靠性
模块可靠度
评分分配
线性规划
优化设计
Keywords
SpaceWire bus
redundant backup
system reliability
module reliability
score distribution
linear programming
optimization design
分类号
TP336 [自动化与计算机技术—计算机系统结构]
TP336 [自动化与计算机技术—计算机系统结构]
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职称材料
题名
基于迁移学习的甜菜褐斑病识别方法
被引量:
2
20
作者
尹晔
尚媛园
邵珠宏
刘小明
机构
首都师范大学信息工程学院
首都师范大学成像
技术
北京市
高精尖创新中心
首都师范大学
电子系统可靠性技术北京市重点实验室
首都师范大学高
可靠
嵌入式
系统
技术
北京市
工程
技术
研究中心
密歇根州立大学计算机科学与工程系计算机视觉
实验室
出处
《计算机工程与设计》
北大核心
2018年第9期2748-2752,2757,共6页
基金
国家自然科学基金项目(61303104
61373090
+4 种基金
61203238
11178017)
北京市自然科学基金项目(4132014)
首都师范大学青年科研创新团队基金项目
北京市长城学者基金项目(CIT&TCD20170322)
文摘
为减少农业专家评估甜菜实验植株病情需要的大量时间和精力,使评估更加客观,提出基于迁移学习的褐斑病自动识别方法。在甜菜田地中,使用架设在拖拉机上的摄像机拍摄甜菜植株的视频,随机提取视频截图交由农业专家进行评估并记录标签;对视频截图进行多次随机裁剪,和标签一起构成实验的数据集。将甜菜褐斑病病情评估建模为一个回归问题,以预训练的CaffeNet为原型,通过微调(fine-tuning)方法重新训练出新的模型解决该问题。实验结果表明,该模型对褐斑病病情的评估均方根误差达到了0.63,训练的深度卷积神经网络能够完成对甜菜褐斑病病情的评估。
关键词
甜菜褐斑病
精准农业
迁移学习
卷积神经网络
神经网络微调
Keywords
cercospora leaf spot of sugar beet
precision agriculture
transfer learning
convolutional neural network
fine-tuning
分类号
TP391 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
微内核操作系统互斥量模块功能正确性的形式化验证
张林雁
李希萌
施智平
关永
曹钦翔
张倩颖
《软件学报》
EI
CSCD
北大核心
2024
0
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职称材料
2
软硬件协同设计的SEU故障注入技术研究
王晶
荣金叶
周继芹
于航
申娇
张伟功
《电子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018
4
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职称材料
3
超级电容UPS智能监测系统设计与实现
唐武兵
关永
吴立锋
王国辉
李晓娟
潘巍
《计算机工程与设计》
北大核心
2015
4
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职称材料
4
实时嵌入式双操作系统架构研究综述
张美玉
张倩颖
孟子琪
施智平
关永
《电子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018
16
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职称材料
5
超级电容容量动态测试系统设计
郝美娟
吴立锋
关永
潘巍
唐武兵
李晓娟
《计算机工程与设计》
CSCD
北大核心
2013
5
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职称材料
6
基于PRISM的分布式实时操作系统任务调度的形式化验证
霍燕燕
关永
李晓娟
王瑞
张杰
魏洪兴
《小型微型计算机系统》
CSCD
北大核心
2015
3
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职称材料
7
基于可信执行环境的嵌入式双操作系统架构研究
孟子琪
张倩颖
施智平
关永
《计算机工程》
CAS
CSCD
北大核心
2019
3
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职称材料
8
基于数据冗余性的近似计算技术
陈折桂
王晶
张伟功
《计算机工程与设计》
北大核心
2021
5
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职称材料
9
Nuttx操作系统进程切换调度实时性的形式化验证
郝英华
王瑞
李晓娟
《计算机应用与软件》
北大核心
2018
3
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职称材料
10
惯性导航系统中浮点计算加速单元设计
田换换
朱晓燕
《电子技术应用》
2019
2
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职称材料
11
基于函数式语义的循环和递归程序结构通用证明技术
李希萌
王国辉
张倩颖
施智平
关永
《软件学报》
EI
CSCD
北大核心
2023
0
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职称材料
12
体系结构特征参数指导的近似计算技术
梁伟伟
王晶
王旭
刘鑫培
张伟功
《微电子学与计算机》
北大核心
2019
0
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职称材料
13
利用数据冗余性的高速缓存压缩校验技术
田芳
王晶
张伟功
《小型微型计算机系统》
CSCD
北大核心
2018
0
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职称材料
14
基于UM-BUS总线的智能轮椅系统的新型体系结构
冯绍辉
朱晓燕
张伟功
《电子技术应用》
2018
0
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职称材料
15
开关电源中铝电解电容ESR实时估测
王国辉
关永
郑学艳
吴立锋
潘巍
《电源技术》
CAS
CSCD
北大核心
2014
15
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职称材料
16
一种考虑温度和电压的超级电容寿命预测方法
吴立锋
单金生
关永
王洪民
《电源技术》
CAS
CSCD
北大核心
2018
8
下载PDF
职称材料
17
自适应邻域值选取的LLE算法研究
高洁
吴立锋
关永
王洪民
《小型微型计算机系统》
CSCD
北大核心
2017
3
下载PDF
职称材料
18
基于周期粒度的级间寄存器备份机制
王晶
申娇
丁利华
杨星
邱柯妮
张伟功
《电子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018
1
下载PDF
职称材料
19
SpaceWire总线冗余备份优化方法
王国辉
张晓宇
关永
刘永梅
《计算机工程》
CAS
CSCD
2014
1
下载PDF
职称材料
20
基于迁移学习的甜菜褐斑病识别方法
尹晔
尚媛园
邵珠宏
刘小明
《计算机工程与设计》
北大核心
2018
2
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职称材料
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