可重构计算技术兼具通用处理器(General-Purpose Processor，GPP)和专用集成电路(Application Specific Integr—ated Circuits，ASIC)的特点，既可以提供硬件高速的特性，又具有软件可以重新配置的特性。而动态部分可重构技术是可重构计算技术的最新进展之一。该技术的要点就是在系统正常工作的情况下，修改部分模块的功能，而系统其它模块能够照常运行，这样既节约硬件资源，又增强了系统灵活性。 可重构SoC既可以在处理器上进行编程又可以改变FPGA内部的硬件结构，这使得SoC系统既具有处理器善于控制和运算的特点，又具FPGA灵活的重构特点；由于处理器和FPGA硬件是在同一块硅片上，使得它们之间的通信宽带大大提高，这种平台很适合于容错算法的实现。 本文基于863计划项目；动态重构计算机的可信实现关键技术，重点研究应用于恶劣环境中FPGA自我容错的体系结构，提出了一套完整的SoC系统的容错设计方案，并研究其实现技术，设计实现了实现该技术的硬件平台和软件算法，并验证成功。 论文取得了如下的创新性研究成果： 1、设计了实现动态重构技术的硬件平台，包括高性能的FPGA(内含入式处理器PowcrPC)、PROM、SRAM、FLASH、串口通信等硬件模块。 2、说明了动态重构技术的设计规范和设计流程，实现动态重构技术。 3、提出了一种基于动态重构实现容错的方法，不需要外部处理器干预，由嵌入式处理器负责管理整个过程。 4、设计并实现了嵌入式处理器运行时需要的软件，主要有两个功能，首先是从CF卡中读入重构所需的配置文件，并将配置文件写进FPGA内部的配置存储器中，改变FPGA内部的功能。其次，是实现容错技术的算法。
上传时间： 2013-04-24
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软件通信体系架构(SCA)可以实现一个具有开放性、标准化、模块化的通用软件无线电平台，从而使软件无线电平台的成本得到显著降低，应用灵活性得到极大增强。虽然SCA通过CORBA机制很好地解决了通用处理器设备波形组件的互连互通和可移植问题，但是这种机制不能很好地适用于FPGA这种专用处理器。随着FPGA处理性能的不断提升，它在SCA系统中的作用越来越突出。因此，如何在SCA系统中很好地集成FPGA波形，如何提高FPGA波形的可移植性就成为当前软件无线电研究领域中一个非常重要的研究课题。 论文首先通过对现有的旨在解决FPGA波形可移植性的协议和规范进行了研究，深入分析了它们的优缺点。接下来对MHAL规范、CP289协议、OCP接口规范中的方法加以融合和优化，提出了新的FPGA可移植波形结构。这个结构既为FPGA波形设计了标准的通信接口，又实现了波形应用的分离，同时还通过OCP接口实现了波形组件运行环境的标准化，真正实现了波形的可移植。 其次，论文根据提出的波形结构，结合CP289协议中的操作要求，在原本过于简单的MHAL消息格式的基础上进行了细化，同时具体给出了MHAL消息封装结构和MHAL消息解析结构的处理流程，实现了FPGA波形在SCA系统中的标准通信。论文通过对CP289协议的深入研究，结合实际工程应用，提出了具体化的容器结构，并进一步进行了容器中组件控制模块、互连模块和本地服务模块的设计，实现了波形应用的分离。论文以OCP规范为基础，依据CP289协议中对组件接口的约束，设计了几种典型的组件OCP接口，使得波形组件设计与系统实现相分离，并真正实现了波形运行环境的标准化。 最后，论文根据所设计的波形结构和组件接口设计了一个FPGA验证波形，通过波形的实现，证明FPGA波形组件可以像GPP波形组件一样可加载、可装配、可部署、可装配，验证了论文所设计的FPGA波形是与SCA兼容的。另外，通过对波形组件移植试验，验证了所设计的波形结构和组件接口能够为波形组件提供很好的可移植性。
上传时间： 2013-04-24
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准确量化和预测陆地生态系统碳水通量对于理解陆气间相互作用，预测未来气候变化和控制温室效应具有重要意义。通量观测和模型模拟是目前研究碳水通量的两种主要方法。通量观测精度较高，但观测范围局限、站点分布不均匀，易受环境影响，难以区域扩展；模型模拟可实现不同尺度参量估算，但由于理想化假设、模型参数和驱动数据等限制，导致其模拟结果往往与真实值存在较大偏差。模型-数据融合方法主要是通过参数估计和数据同化两种技术集成观测和模型信息，建立两者相互制约调节的优化关系，以提高模型结果与真实值之间的匹配程度。基于该思路，本研究在地面观测数据、遥感卫星资料以及相关气候环境数据基础上，重点突破全球动态植被模型（Lund-Potsdam-Jena Dynamic Globa Vegetation Model.LPJ-DGVM）敏感参数优化方法，获取适宜中国的参数化方案：在此基础上，引入数据同化算法，将遥感卫星产品信息与模型相融合，在模拟过程中不断校正原有模型模拟轨迹，提高模型适用性。将以上改进的模型推广至中国区域，实现对20002015年中国地区总初级生产力（Gross Primary Productivity GPP）和敬发（Evapotranspiration，ET的空间格局模拟及分析。主要结论如下1）将LP」DGwM中所选出的22个可调参数（涉及光合、呼吸、水平衡异速生长、死亡、建立以及土壤和掉落物分解共七个作用领域）在各自取值范围内随机获得不同的参数组合，结果表明22个参数可引起GPP和ET模拟结果产生较大的不确定性，尤其集中在生长季。所有站点GPP相对不确定性（Relative Uncertainty，RU）基本保持在09-1.25之间，不具有明显的年际变异性：ET相对不确定性RU月变化趋势明显，且基本处于0.5以下，明显低于GPP，说明所筛选的22个参数对GP模拟产生的影响更为显著。
标签： 数据融合
上传时间： 2022-03-16
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