一、面向数据流嵌入式系统的并发设计方法（论文文献综述）
廖张梦[1]（2021）在《面向嵌入式系统的实时传输与接口技术研究》文中研究指明工业控制、医疗装备、汽车电子等领域有大量的嵌入式系统需求,随着实时传感器数据融合、信号大数据在线处理等需求的提高,嵌入式系统架构需要具备更强的实时流处理与数据传输能力。同构的嵌入式CPU、DSP架构往往难以满足复杂流数据处理场景的需求,基于FPGA与CPU结合的异构架构,能够发挥其可灵活定制的优势实现高并发的预处理和复杂数据传输,同时具有功耗低、扩展性好等特点。面向高性能嵌入式信号处理系统需求,本文提出一种传输链路规范化、通用化、可灵活重构的多片FPGA加嵌入式CPU的架构。针对该架构,本文着重研究并设计了FPGA的内外部的灵活互联接口,给出FPGA与嵌入式CPU的控制和传输方案,实现了FPGA和嵌入式CPU在实时数据传输层面的协同。本文的主要工作如下:1)建立并实现了FPGA与嵌入式CPU的PCIe链路,然后完成基于DMA的数据传输,采用命令队列的方式来解决流传输过程中由命令处理延时导致的数据间断问题,通过灵活设定采样量来平衡数据传输的带宽和实时性。2)构建FPGA上的互联基础架构,包括PCIe接口、DMA、以及DDR等模块的互联,该架构可在不改变硬件逻辑的前提下实现多种方式的数据传输,并使用通用接口加中间模块的方式降低模块的耦合深度,具有较好的灵活性和通用性。3)完成了一种高效率的AXI协议接口DMA模块,该DMA模块可对命令进行AXI事务拆分,使软件在发送命令时无需考虑协议4K边界的问题。最后构建了测试平台进行测试和验证。实验结果显示:FPGA与嵌入式CPU之间可实现超过3GB/s的数据传输,FPGA之间通过Aurora可实现超过14GB/s的高带宽传输。在嵌入式CPU管理控制下,系统可以实现实时流数据传输、缓存、数据回放等多种方式的数据传输,表明系统能够实现处理器单元之间的协同和高效稳定传输,验证了架构和传输方案的可行性。
刘培东[2]（2021）在《面向嵌入式系统的实时信号通道技术研究》文中研究表明日益增长的高速实时流数据传输需求对系统带宽、时延以及稳定性都带来了很大的挑战,与此同时通用处理器也逐渐成为高性能数据传输领域的瓶颈。针对此现象,本文对高性能实时信号通道技术展开研究,提出并设计了一种面向嵌入式系统的高性能实时数据传输分发系统架构。该系统融合了基于Aurora的模块间串行数据传输和基于万兆以太网TCP/IP卸载引擎技术的处理模块与服务器互联,在高性能实时流数据传输领域具有较好的应用价值。本文从课题关键技术出发,对现场可编程门阵列FPGA、Aurora总线协议,TCP/IP协议栈等技术进行研究,然后结合应用需求分析论证系统总体架构和方案,并依托FPGA平台分别对基于Aurora的高性能串行数据传输和基于TCP/IP卸载引擎的高性能实时数据网络分发两个子系统进行硬件逻辑设计,详细论述了关键模块的设计思路和实现过程。最后验证了系统的功能正确性并对其进行了性能测试。验证和测试结果表明:系统能够保证高性能实时流数据传输的正确性和稳定性,支持4路万兆以太网通道的多并发传输,单路万兆以太网最高实际传输速率可达9.7Gbps,且处理模块CPU占用率低于3%。
袁胜浩[3]（2020）在《同步语言多线程代码生成方法及语义保持证明研究》文中提出航空航天等安全关键领域中的实时嵌入式系统一般被称为安全关键系统,因为这类系统发生故障或失效将造成严重的灾难性后果。目前,工业界广泛认为基于模型驱动（尤其是形式化模型驱动）的安全关键系统开发方法是一种切实可行的重要手段。其中,基于模型的代码生成及其语义保持有助于保障这类系统开发过程的安全可靠。随着安全关键系统的功能需求日益复杂,单核处理器平台难以满足这类系统对计算性能的要求,因此在性能、体积、重量和功耗（SWa P）特性等方面更具优势的多核平台将广泛应用于安全关键领域。同步语言是一类非常适合安全关键系统建模的形式化语言。随着在安全关键系统中应用多核平台成为一种趋势,具有多时钟特性的多态同步语言（如SIGNAL）受到更多关注。目前同步语言SIGNAL编译器支持串行代码生成和仿真实验,较少关注多线程代码生成。此外SIGNAL编译器较少关注代码生成的语义一致性。因此,本文提出一种同步语言SIGNAL的多线程代码生成及语义保持证明方法,主要工作包括:1.提出一种基于同步语言SIGNAL的多线程代码生成方法。具体包括程序标准化（涉及词法/语法分析）、时钟演算、任务划分和多线程代码生成四个步骤。其中,在任务划分阶段,本文提出三种任务划分策略以适用于不同应用场景,分别为基本任务划分策略、基于拓扑结构的任务划分策略和基于深度优先的任务划分策略。在多线程代码生成阶段,为适应不同安全关键系统软硬件架构,代码生成阶段分为平台无关的虚拟多任务结构生成和平台相关的多线程代码生成,并且支持多种目标语言如Ada,Java,C。2.提出一种同步语言SINGAL多线程代码生成的语义保持证明方法。具体包括形式化定义代码生成中出现的多个中间语言的操作语义、形式化描述代码生成过程中算法和映射规则、证明中间模型保留源SIGNAL模型的语言特性（程序终止性、确定性并发）和基于互模拟等价思想证明经过时钟演算后的SIGNAL程序和翻译后的目标C程序的语义一致性。3.基于实际工业界案例（航天领域）导航、制导与控制系统GNC进行案例分析。包括通过GNC系统的SINGAL模型验证本文所提多线程代码生成方法的有效性,并通过多核平台上的实验分析得到以下结论:在SIGNAL模型中同步通信较少时,基于深度优先的任务划分策略生成的目标程序执行效率更高;而在同步通信较多时,基于拓扑结构的任务划分策略生成的目标程序执行效率更高。本文基于高安全的函数式语言OCaml实现了同步语言SIGNAL多线程代码生成原型工具,采用插件开发技术集成到Eclipse平台上,并在辅助定理证明工具Coq中进行了多线程代码生成过程的语义一致性证明。最后通过实际工业界案例验证了本文所提方法的有效性。
兰丽娜[4]（2019）在《物联网资源管理服务关键技术研究》文中提出物联网将物理世界网络化、信息化,对传统的分离的物理世界和信息空间实现互连和整合,目标是达到更透彻的感知,更全面的互联互通和更深入的智能化,代表未来网络的发展趋势。目前,大量多源异构的物联网感知设备大多采用专用的接入方式和专门的应用系统进行互通,形成竖井式应用模式。这种竖井式应用模式造成大量的感知资源和数据难以共享和重用,物联网应用服务之间互联互通困难,难以实时动态协同,难以支持大规模的更智能化的物联网应用服务。本文针对物联网资源管理、物联网服务提供等关键技术进行深入研究,取得如下成果:1.针对物联网服务提供面临的感知信息按需分发及异构服务系统间的服务协同执行问题,提出了一种新的事件驱动的面向服务的物联网服务体系架构（EDSOA）。该架构融合事件驱动架构（EDA）和面向服务架构（SOA）,基于消息总线实现感知信息的按需分发,基于事件驱动实现服务动态协同执行。该架构中消息总线采用易扩展的分布式基于主题的发布订阅消息系统,消息的发布和接收都采用Push方式,保证消息传送的实时性和保序性。该架构基于隐式的事件链驱动服务执行,相比传统SOA基于预先编排的请求响应服务流程执行更灵活,能较好地适应动态变化的物联网环境。最后通过一个物联网应用系统一智慧城市道路井盖监控系统验证了该架构的有效性,并通过实验证明了在并发服务执行上EDSOA架构比传统SOA架构执行速度更快,具有性能上的优势。2.针对物联网竖井式应用模式带来的资源共享困难,以及异构感知设备统一接入问题,提出了一种基于边缘计算的物联网异构感知设备统一接入平台。该接入平台部署在临近感知设备的网络边缘,以支持物联网应用的快速响应,并为敏感数据提供有效的隐私保护。提出了一种通用的基于本体的物联网资源描述模型,为云计算中的物联网应用提供异构感知设备的一致视图。基于该模型,提出了一种异构感知设备自适应接入方法,为智能化程度不同的感知设备提供统一的接入、控制和管理。该接入平台将物联网的竖井式应用模式转变为水平式应用模式,支持物联网应用对感知设备和资源的共享和重用。最后通过一个智慧城市道路井盖监控系统应用案例验证了资源描述模型和自适应接入方法的有效性,并通过实验证明了该接入平台具有良好的性能以及采用边缘计算的性能优势。3.针对物联网实时监控应用大数据处理中的事件可重构和实时处理性能两个关键问题,提出了一种通用的复杂事件处理（CEP）机制。首先提出了一种包括原始事件、简单事件和复杂事件的形式化的分级复杂事件模型,降低了复杂事件建模的复杂度。该模型支持复杂的时间和空间语义,支持以编程的方式灵活定义复杂事件。在此基础上,提出了一种基于边缘计算的CEP系统架构。该系统部署在终端感知设备与云端应用之间的网络边缘,为局域数据处理提供更快的响应。该系统将复杂事件定义映射到CEP规则逻辑脚本,可及时检测出潜在的异常事件。该CEP机制具有通用性,适用于各种异构感知设备和CEP引擎。通过两个物联网监控应用实例验证了复杂事件模型的有效性,并通过实验证明了该机制可显着提升CEP系统整体性能。4.针对物联网时间序列数据实时处理要求,提出了一种轻量级的嵌入式时序内存数据库（TSMMDB）。首先,基于业务模型提出了一种树形的物联网感知数据模型,叶子节点采用基于时间、资源、度量的三维表结构,索引采用多层嵌套的红黑树。数据存储按照时间进行分割,同一个文件中包含数据和相应的索引信息,并采用灵活的数据局部性内存分配机制,获得更好的实时处理性能。然后,提出了定制的虚拟堆和虚拟堆内存分配器,基于共享内存,将物理内存页面在进程间共享,使得应用程序可以在自己的进程空间中访问整个数据库中的数据,不再受限于传统的数据库进程间通信方式。内存数据库的数据对象,基于内存映射机制自动实现对象持久化。进一步,提供基于大粒度锁的数据访问并发控制机制。该内存数据库数据存取算法具有较好的时间复杂度,实验结果表明该内存数据库相比传统的内存数据库和基于磁盘的关系数据库具有更好的性能。
周鹏[5]（2019）在《可信信息物理融合系统的架构设计及自管理优化策略研究》文中研究表明信息物理系统（Cyber Physical System,CPS）是一种具有松散物理结构和严谨逻辑组织的有机智能系统;其涉及如计算、网络、控制、物理处理和应用领域知识等多学科交叉技术;应用通常对安全性、可信性及合时性有严格的要求。而CPS时刻产生如此大量复杂的数据,以致于管理员无法及时有效地理解数据并给出正确的指令。因此需要构建一种自管理CPS（Self-management CPS,SCPS）,使之在不同情况下都能自主地、灵活地与物理世界进行正确地交互,并能自动的从各种异常中恢复且不影响正常业务实施。随着SCPS规模的不断扩大,系统的复杂性、时延等问题日益失控;自管理决策的不确定性和决策执行的可信性等问题也日渐严峻。迫切需要探索系统性SCPS设计方案和维护方案,以各项模型和技术的有机集成,构建可信SCPS。物理世界高度并行且灵活,同时充满随机性。为匹配并行度,SCPS通常包含大量的（异构）传感器和执行器。为灵活应对动态场景,SCPS需要以不同方式自主按需地组织并协调这些嵌入式子系统。针对这些特点,本文提出可组合的actor元模型建模SCPS服务;使用（随机）活动网络（stochastic activity network）构建服务的交互模型,并提出合约-建议-决策规范。为控制复杂性,本文基于代数运算建模运行时重组的组合模式,研究actor元模型的可组合性约束、属性和需求的可满足性规则;并进一步提出了自愈actor模型改善失效模式下子系统的可组合性。在actor元模型的基础上,本文采用架构分析和设计语言（AADL）探索基于模型驱动工程（Model Driven Engendering,MDE）的SCPS设计方法,并构建相应的actor模型库,硬件模型和错误模型,以及SCPS综合集成模型。采用形式化模型转换方法将元模型转化为现有的FTA、CTMC、自动机等分析模型,利用现有的分析工具对设计开展硬件-软件协同分析、研究故障行为和正常行为的相互影响。同时针对SCPS自管理需要架构和策略动态协同的特点,本文提出了架构-策略协同分析思想,以及带一阶检查点的分层决策-去中心化实施方案。最后分析了4种不同去中心化层程度方案的灵活性,仿真结果显示了分层决策-去中心化决策方案在可靠性和稳定性等指标的改进。为应对自管理决策中的时延和不确定性挑战,本文提出了一种基于合约规范（Contract）的自适应方案协调式子系统间的分布式协作。通过将合约规范中的活动拓扑抽象有向图,将SCPS拓扑抽象为边点带权顶点着色图,本文将合约规范优化过程按反馈循环分为3个阶段,提出合约的多目标渐进优化方案。在合约制定阶段采用改进Dijkstra算法检验合约的可实施性;在建议细化阶段,采用改进NSGA-II算法优化actor的组织;在决策执行阶段,采用组合模式和决策规范指导actor协作,并赋予actor局部随机应变的能力。在此基础上采用等待时间对齐方法协调不同分支的执行时间,降低决策方案的可靠性期望值的波动,提升决策执行方案的稳定性,进而提高SCPS行为的可预测性和可控性。仿真结果揭示了改善行为稳定性和合约优化的主要因素,并显示了渐进优化方案的有效性。进一步本文提出了可组合自适应框架和自相似actor,并证明解耦（架构）控制逻辑能降低系统的全局复杂性,进而提升系统可靠性。同时针对全局绝对参考时间方案无法满足大规模地理分布的SCPS需求的问题,本文提出了一种基于相对参考时间的分布式事件的时序保障方案。针对actor模型故障传播假设的不足,设计了基于轻量级容器隔离方案,为actor提供理想的运行时环境;并在容器上集成基于FDIR的自修复方案以限制故障传播和改善actor自愈能力。最后在实际嵌入式系统上分析验证了容器的FDIR效率和消息管理的效率,以及合约渐进优化和决策执行的可靠性、稳定性。实际测试结果显示本设计方案、系统优化、自管理功能等措施的有效性,以及本方案的可靠性综合保障能力。论文结尾总结了复杂性和不确定性对SCPS设计和维护带来的挑战,并给出驯服复杂性的两个原则,以及用于克服设计和决策中的不确定性的系统性建议。最后针对现有设计中的不足和结合设计中的启发,利用MDE和model@run.time两者的模型和设计原理的相似性,提出自进化CPS（self-evolution CPS）的概念设计。
朱方[6]（2016）在《基于MPSoC的移动视频监控关键技术研究》文中指出随着移动通信技术的不断发展,移动高清视频监控由于具有安装方便、灵活性强、性价比高等特点,己成为视频监控系统的重要组成部分。视频监控高清化的发展对移动高清视频监控的基础、移动通信网络技术（特别是上行带宽）的发展等带来一定压力和挑战；解块滤波和运动检测可以一定程度上缓解以上挑战,同时基于压缩域的实现还可以降低监控视频高物理分辨率（4K：4690×2304）导致的MPSoC器件结构设计的难度。论文基于多核系统芯片（MPSoC）开展了数据量大且复杂度高的解块滤波和运动检测模块的相关研究,以及对应压缩域解块滤波专用指令集处理器（ASIP）的研究,主要工作及创新如下：●提出了一种基于滞后连接边缘图提取方法和块状瑕疵程度评判的自适应复合压缩域解块滤波算法（LCJDD）,同时针对移动监控设计了嵌入式改进型LCJDD算法：通过基于滞后连接的压缩域边缘图提取以区分边缘与非边缘区域,再在非边缘区域中分析临近压缩数据块和半块尺寸平移图像数据块的DCT变换系数,得到块状瑕疵程度分类,最后根据瑕疵区域的分类进行自适应滤波。仿真结果表明,本文方法在低比特率和高比特率压缩的场景下都稳定工作（bpp=0.28-1.2）,人为瑕疵情况明显改善,重构图像质量提高1%～3%。同时嵌入式改进型LCJDD算法相较于前人经典方法,在实际高清移动监控处理场景下,执行时间分别为前人经典方法的1/2～1/3和1/4左右。在基于类TI DSP（8路指令并发槽）的超长指令集（VLIW）构架（Cadence Lx6基本型,600MHz）下的实验结果表明：嵌入式改进型LCJDD在3路指令并发槽条件下能达到130帧／每秒（1024×768,QP为1O）。● 提出了一种基于运动边缘图和弱运动区域滞后连接的运动检测算法（ECLC）并完成了压缩域实现：基于边缘梯度信息揭示了像素之间的空间相关性,通过基于边缘图帧差的运动检测确认运动程度高的核心前景区域,通过指数单调衰减背景模型判定潜在运动区域,根据潜在运动区域和核心前景区域互联辨识确认运动前景的完整目标区域。仿真结果表明：本文ECLC分析结果中噪声多、易受较快光变干扰、目标检测精度低的问题明显改善,官方标准测试视频所测结果中提取完整性指标均高于90%,基本优于和等同混合高斯（GMM）和ViBe中较好的结果,误检率指标在三种方法前景完整性基本相似的情况下,下降接近50%以上。● 基于Cadence Lx6（VLIW可定制ASIP框架）完成了嵌入式改进型LCJDD对应的低构架资源消耗和高吞吐量的ASIP模块设计：通过设计基于多面体有限可剖分调度方法挖掘了LCJDD算法的最大并发度（TPL/IPL）,然后基于时间使能同步数据流和并发调度实现了对应实现的构架资源（并发指令槽数和指令寄存器数量）合理范围预测。嵌入式改进型LCJDD的MPSoC内嵌ASIP模块具有较高的数据吞吐量和较低内存访问量和构架资源消耗：ASIP工作频率为28MHz时,在构架最大容许定制指令（ASI）并发槽数为5的约束下,使用3个ASI并发指令槽即可实现4K格式视频（16：9—4690×2304@30帧）的压缩域解块滤波处理,相较于近期文献中超高吞吐量的像素域解块滤波设计（同65nm工艺情况下）在相同数据和控制依赖条件下,最大并行度提高20%,最大数据吞吐量提高2倍,数据承载／内存访问量仅需像素域解块滤波的1/8,临时数据片上占用空间仅为2/5。在28nm和65nm工艺环境下,该ASIP模块实现的最大工作频率分别为940MHz和597MHz。
严明[7]（2011）在《面向领域应用的异构多核SoC系统结构设计与优化》文中研究表明随着半导体制造工艺的不断进步,嵌入式微处理器早已进入多核时代。由于嵌入式系统应用的不断丰富,使得嵌入式系统结构的设计目标逐渐从以前的以微体系结构为中心过渡为以目标应用为中心,而设计模式则从应用适应体系结构转变为系统结构适应具体应用。如何面向应用设计高效能、高可用的系统体系结构成为多核时代的研究主题。粗粒度可重构体系结构和应用定制指令集处理器是嵌入式系统中两种主流的领域应用定制的高效体系结构。粗粒度可重构体系结构存在应用计算过程中硬件资源利用率低以及软件编程能力较弱等问题,而应用定制指令集处理器则在定制结构设计及多核结构下的性能优化等方面面临挑战。本文工作主要针对这两种主流体系结构,研究面向具体领域应用的高效体系结构定制设计实现技术和优化方法。本文的主要工作和贡献如下:1、粗粒度可重构体系结构方面,通过对比分析现有的几种主流体系结构抽象模型,提出了一种基于可编程数据流计算的体系结构框架ProDFA并设计实现了一种高效支持分组密码算法的可重构SoC体系结构。ProDFA体系结构框架通过采用细粒度长时控制逻辑,将灵活的可编程特性与高效率的数据流计算特性相结合,可实现灵活可编程的高效能计算过程;基于ProDFA体系结构框架设计实现的可重构SoC,其可重构协处理部分采用四个可重构处理单元和一个可重构节点控制单元,利用配置描述语言CDL手工编写算法计算过程并采用辅助工具进行同步优化的方式,实现了对主流分组密码算法的高效支持;通过与多个算法定制电路进行性能和硬件开销的对比分析,表明该可重构结构具有良好的硬件执行效率和很高的执行性能,证明了可编程数据流计算结构的灵活可编程特性和高效计算特性。2、可重构结构的领域应用定制设计方法方面,提出了一种面向可重构功能单元应用定制的候选功能子图快速生成方法。该方法通过将自顶向下的最大有效子图枚举算法与拓扑序遍历搜索算法相结合,实现了对应用程序数据流图最大有效子图快速枚举并确认候选功能子图的过程。采用对无效节点的分簇算法,有效减少数据流图中的无效节点个数;基于无效节点消除的图拆分算法,实现对应用程序数据流图的最大有效子图枚举;在枚举过程中引入数据流图的拓扑序,继而采用基于拓扑序的遍历搜索算法,通过引入可重构功能单元的设计约束作为启发式规则,对搜索空间进行有效裁剪,加速搜索算法的执行过程;最后通过对确认的候选数据流子图进行相似性判断,将候选数据流子图进行分类,用于指导可重构功能单元的设计。通过与传统的自底向上设计方法和基于图拆分子图枚举算法的性能对比,本文提出的候选功能子图生成方法速度更快,结果更直观有效。3、应用定制指令集处理器体系结构方面,面向嵌入式可视媒体处理应用,设计实现了一款异构多核SoC芯片——EVMPSoC。EVMPSoC是由一个高性能嵌入式微处理器核与两个SIMD应用定制协处理器核构成的异构多核SoC芯片,采用0.13um CMOS工艺流片。两个SIMD结构的应用定制协处理器具有相同的基本指令集,但两者分别针对可视媒体处理应用中的不同应用类型进行应用指令集定制设计;通过将应用定制处理器核与显示驱动模块和大位宽存储接口紧耦合,设计多通道通信访问控制模块,实现协处理系统的高效独立运行。通过多个应用计算内核的性能测试表明,应用定制协处理器核具有良好的计算性能,获得相对主处理器较大的加速比。最后通过一个可视媒体处理的典型应用验证了该芯片的高效率和对应用的良好适应性。4、异构多核SoC性能优化方面,针对所设计的EVMPSoC,提出一种基于多面体循环仿射转换的异构多核计算性能综合优化方法。利用多面体模型的循环仿射转换技术所具有的并行性优化和局部性优化相统一的特点,针对EVMPSoC片内所具有的SIMD数据级并行、多核并行和存储流水化并行等三种并行性,综合采用嵌套循环的向量化、多级划片和循环片流水技术,实现嵌套循环在EVMPSoC上的计算性能优化。针对三种典型应用算法,进行嵌套循环的性能优化实验,结果表明,使用综合优化技术之后,三种应用算法计算时间明显缩短,获得较好的优化效果。
谢铖[8]（2006）在《多内核构件化嵌入式操作系统的研究》文中研究说明随着电子技术的发展,软/硬件资源日益增多,嵌入式系统日益普适化和多样化。嵌入式操作系统除了提供传统实时操作系统的功能之外,还需要根据用户的需求支持许多通用操作系统的功能,包括文件系统、网络协议、用户界面等。许多嵌入式系统还要求操作系统能够支持高性能的多媒体处理和信号处理等应用。此外,越来越多的设备连接到网络环境,安全问题显得日益重要。因此,嵌入式操作系统正面临来自许多方面的困难问题,包括扩展性、实时性、通用性、高效性和安全性等。为了支持这些多样化的应用需求,业内各机构提出了一些解决方案。例如,构件技术主要解决操作系统的扩展性问题,双内核技术主要解决操作系统如何同时满足实时性和通用性的问题。 构件技术通过预定义的模块组合,创建复杂的软件系统,是当前主流的开发方式。采用构件化方法设计可配置的操作系统,具有开发时间短、支持构件重用、灵活的可扩展性和良好的可移植性等优点。然而,主流构件技术用于嵌入式操作系统有许多缺点,如实时性差、代码体积大、运行速度慢等。研究构件化的嵌入式操作系统,需要解决三个关键难题:保证构件化运行环境的高效性:保证对若干重要应用领域的支持,包括信号处理和多媒体处理;保证系统能够同时满足安全性、实时性和通用性。 本文针对构件化嵌入式操作系统技术展开深入研究,提出一种多内核操作系统技术,设计并实现了一个构件化嵌入式操作系统Pcanel及其构件模型和数据流框架。本文的主要贡献和创新点表现为如下工作: 1) 提出了一种多内核操作系统技术（简称多内核技术）:一个操作系统由多个内核以及一组实现特定功能的构件组成,可支持多样化的应用;构件按结构分为两类,第一类是在运行时包含所有功能的执行代码的构件,称为功能式构件,第二:类是在运行时动态加载外部执行代码的构件,称为框架式构件;内核按职能分为四类,第一类是支持构件之间通用的通信和协同工作的内核,第二类是支持构件之间高性能数据传输和调度的内核,第三类是支持框架式构件之间计算资源的分区的内核,第四类是实现框架式构件运行形式的
郭军[9]（2007）在《基于Petri网的嵌入式系统高层级设计方法与技术研究》文中认为近年来，蓬勃发展的嵌入式计算技术已经渗透到人类生产生活的每个角落，成为计算机科学的一个重要研究、应用领域。传统的设计方法难以满足当前大规模复杂嵌入式系统设计的要求，研究高抽象级的设计方法是嵌入式系统设计者面临的挑战。本文根据嵌入式系统的特点，结合对现有设计方法的分析比较，提出了一种基于扩展Petri网模型的嵌入式系统高层级设计方法和技术，研究了高层级系统建模方法和系统功能验证技术，探讨了基于该模型的嵌入式系统设计流程和开发模式，通过设计实例，说明了设计方法的可行性和实用性。本文主要内容简述如下：●概述了嵌入式系统的发展状况和面临的问题，分析了各种嵌入式系统设计建模方法的特点和不足，指出形式化、可执行模型是当前高层级设计建模研究的主要方向。●针对传统Petri网在嵌入式系统建模中存在数据处理能力不强、没有考虑时间因素和没有层次结构的问题，提出了一种面向对象的计时双流Petri网模型（OO-TDPN），给出了模型的形式化定义；通过扩展端口、引入开放网概念，增强了模型的交互能力；与其他类似模型相比，本文模型在数据流描述、层次化建模、主动交互能力方面都有较大提高，适合有时间约束的复杂嵌入式系统建模。●研究了嵌入式系统Pelri网模型的分析验证方法。阐述了仿真分析和模型检测方法的基本原理和技术特点，详细讨论了Petri网模型的电路仿真分析方法，提出了一种采用硬件描述语言Verilog HDL描述OO-TDPN模型的技术，通过实例仿真证明了方法的可行性和实用性；与以往的Petri网分析软件相比，该方法适用范围更广，简明实用，仿真工具容易获得，便于向底层设计综合。●研究提出了基于OO-TDPN模型的嵌入式系统高抽象级设计流程，依据设计流程，结合应用实例——嵌入式入侵检测系统和电梯控制系统设计，分析评述了设计方法的特性，表明本文方法满足嵌入式系统的设计要求。最后，概括总结了本文的研究成果，指出有待解决的问题和进一步的研究方向。
吴百锋,彭澄廉[10]（2003）在《面向数据流嵌入式系统的并发设计方法》文中研究说明嵌入式系统复杂度的不断提高和设计周期的不断缩短,需要更快速、有效的设计方法。基于动态数据流图模型技术和面向部件的实现结构,本文描述了一种适用于面向数据流领域嵌入式系统的并发设计方法,这种设计方法在保持一致性的前提下,将一个嵌入式系统的设计过程分解成一系列相互独立的设计项目,由此,使得设计工作可并发进行。此外,软硬件部件和数据通路实现代码框架的自动生成,不但能显着加速设计过程,而且确保了目标系统的可集成性。
二、面向数据流嵌入式系统的并发设计方法（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、面向数据流嵌入式系统的并发设计方法（论文提纲范文）
（1）面向嵌入式系统的实时传输与接口技术研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 嵌入式系统处理架构 |
| 1.2.2 嵌入式系统总线 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 2 相关技术 |
| 2.1 FPGA及其资源简介 |
| 2.1.1 FPGA的基本结构 |
| 2.1.2 GTH收发器 |
| 2.2 相关协议 |
| 2.2.1 AMBA＿AXI4协议 |
| 2.2.2 PCIe协议概述 |
| 2.3 DDR SDRAM简介 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 面向实时处理的嵌入式整体架构 |
| 3.1 系统硬件架构 |
| 3.1.1 处理器单元 |
| 3.1.2 DDR大容量缓存 |
| 3.1.3 FMC数据源接口 |
| 3.1.4 系统扩展 |
| 3.2 整体功能与接口方案 |
| 3.2.1 整体功能 |
| 3.2.2 接口方案 |
| 3.3 数据传输方案 |
| 3.3.1 基于DMA的数据传输 |
| 3.3.2 实时流数据传输 |
| 3.3.3 高速数据流缓存 |
| 3.3.4 多类型数据组包上传 |
| 3.3.5 数据回放 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 FPGA内部架构及接口实现 |
| 4.1 FPGA内部架构 |
| 4.1.1 IP integrator及 AXI互联核心 |
| 4.1.2 基于AXI的系统互联 |
| 4.1.3 时钟与带宽 |
| 4.2 PCIe接口 |
| 4.2.1 AXI Bridge for PCIe配置 |
| 4.2.2 PCIe地址映射 |
| 4.2.3 PCIe中断方案 |
| 4.2.4 MSI-X中断实现 |
| 4.3 DMA模块 |
| 4.3.1 DMA命令获取 |
| 4.3.2 DMA数据传输模块 |
| 4.3.3 DMA的软件复位 |
| 4.3.4 DMA仿真 |
| 4.4 DDR缓存模块 |
| 4.5 控制和状态寄存器 |
| 4.5.1 系统控制寄存器 |
| 4.5.2 算法寄存器 |
| 4.6 Aurora传输模块 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 测试与验证 |
| 5.1 DDR缓存测试 |
| 5.2 DMA模块测试 |
| 5.3 PCIe接口测试 |
| 5.3.1 MSI-X中断测试 |
| 5.3.2 数据传输测试 |
| 5.4 Aurora传输测试 |
| 5.4.1 速度和正确性测试 |
| 5.4.2 流量控制测试 |
| 5.5 整体传输测试 |
| 5.5.1 测试平台 |
| 5.5.2 数据源生成和校验 |
| 5.5.3 实时流数据传输 |
| 5.5.4 高速数据流缓存 |
| 5.5.5 多数据类型组包上传 |
| 5.5.6 数据回放 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
（2）面向嵌入式系统的实时信号通道技术研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究的背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状分析 |
| 1.2.1 高速串行总线通信 |
| 1.2.2 万兆以太网 |
| 1.2.3 TCP/IP卸载引擎技术 |
| 1.3 本文要点及组织结构 |
| 2 课题相关技术概述 |
| 2.1 现场可编程门阵列 |
| 2.2 Aurora总线协议 |
| 2.3 TCP/IP协议栈 |
| 2.3.1 网际协议IP |
| 2.3.2 传输控制协议TCP |
| 2.4 AXI4 总线 |
| 2.4.1 AXI4 的类别及特点 |
| 2.4.2 AXI4 的架构和机制 |
| 2.4.3 AXI4 的结构互联 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 系统总体方案 |
| 3.1 系统总体方案分析与论证 |
| 3.2 系统总体方案设计与架构 |
| 3.2.1 模块互联接口 |
| 3.2.2 时钟域划分 |
| 3.2.3 带宽评估 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 基于Aurora的高性能串行数据传输系统 |
| 4.1 总体方案概述 |
| 4.2 逻辑功能模块设计 |
| 4.2.1 数据打包模块 |
| 4.2.2 数据仲裁模块 |
| 4.2.3 Aurora模块 |
| 4.2.4 数据拆包解析模块 |
| 4.2.5 DDR缓存模块 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 基于TOE的高性能实时数据网络分发系统 |
| 5.1 总体方案概述 |
| 5.2 TCP/IP卸载引擎子系统设计 |
| 5.2.1 TCP传输层 |
| 5.2.2 IP网络层 |
| 5.2.3 万兆以太网子系统 |
| 5.3 数据流调度与分发 |
| 5.4 系统软件相关工作 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 验证及测试 |
| 6.1 系统验证 |
| 6.1.1 基于Aurora的串行传输子系统验证 |
| 6.1.2 TCP/IP卸载引擎子系统验证 |
| 6.2 功能测试 |
| 6.2.1 ARP请求 |
| 6.2.2 TCP建立连接 |
| 6.2.3 Aurora收发端链路状况 |
| 6.2.4 数据包正常传输状况 |
| 6.2.5 差错重传恢复 |
| 6.2.6 TCP终止连接 |
| 6.2.7 数据传输全流程 |
| 6.2.8 系统传输正确性测试 |
| 6.3 性能分析 |
| 6.3.1 实际传输速率 |
| 6.3.2 多并发传输 |
| 6.3.3 CPU占用率 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
（3）同步语言多线程代码生成方法及语义保持证明研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 略缩词 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 研究现状及选题依据 |
| 1.2.1 同步语言多线程代码生成研究现状 |
| 1.2.2 编译器验证研究现状 |
| 1.2.3 选题依据 |
| 1.3 论文组织结构 |
| 第二章 相关知识 |
| 2.1 同步语言概述 |
| 2.2 定理证明工具Coq |
| 2.3 OCaml词法语法分析命令 |
| 2.4 基于 SIGNAL 的多线程代码生成及语义保持证明方法框架 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于SIGNAL的多线程代码生成方法 |
| 3.1 多线程代码生成方法整体框架 |
| 3.2 SIGNAL程序标准化 |
| 3.2.1 词法语法分析 |
| 3.2.2 标准化原则 |
| 3.3 时钟演算 |
| 3.3.1 clockedSIGNAL抽象语法 |
| 3.3.2 时钟消解原则 |
| 3.4 任务划分 |
| 3.4.1 基本任务划分策略 |
| 3.4.2 基于拓扑结构的任务划分策略 |
| 3.4.3 基于深度优先的任务划分策略 |
| 3.5 代码生成 |
| 3.5.1 虚拟多任务结构 |
| 3.5.2 多线程Ada生成方法 |
| 3.5.3 多线程C生成方法 |
| 3.5.4 多线程Java生成方法 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 基于SIGNAL多线程代码生成过程的语义保持证明方法 |
| 4.1 语义保持证明方法整体框架 |
| 4.2 中间语言形式语义 |
| 4.2.1 符号约定和基本定义 |
| 4.2.2 kSIGNAL操作语义 |
| 4.2.3 clockedSIGNAL语义 |
| 4.2.4 C子集语义 |
| 4.3 语义保持证明方法 |
| 4.3.1 语义保持性质 |
| 4.3.2 kSIGNAL2clockedSIGNAL性质证明 |
| 4.3.3 clockedSIGNAL2C语义保持 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 工具实现及工业界案例分析 |
| 5.1 工具实现 |
| 5.1.1 SIGNAL多线程代码生成原型工具 |
| 5.1.2 语义保持证明检查 |
| 5.2 基于GNC系统的工业界案例分析 |
| 5.2.1 GNC概述 |
| 5.2.2 消初偏模式代码生成 |
| 5.2.3 多核实验 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 论文工作总结 |
| 6.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
| 附录 |
（4）物联网资源管理服务关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 研究目标和研究内容 |
| 1.3 论文主要工作和创新点 |
| 1.4 论文结构 |
| 第二章 相关研究综述 |
| 2.1 本章引言 |
| 2.2 边缘计算 |
| 2.2.1 边缘计算与云计算的比较 |
| 2.2.2 主要研究项目 |
| 2.2.3 边缘计算在物联网资源管理中的应用 |
| 2.3 服务系统架构 |
| 2.3.1 EDSOA架构 |
| 2.3.2 物联网服务组合方式 |
| 2.3.3 发布订阅消息系统 |
| 2.4 复杂事件处理 |
| 2.4.1 通用参考架构 |
| 2.4.2 复杂事件模式匹配 |
| 2.4.3 相关工作与挑战 |
| 2.5 物联网异构感知设备的统一接入 |
| 2.5.1 物联网资源描述方法 |
| 2.5.2 物联网资源模型相关工作 |
| 2.5.3 物联网统一接入相关工作 |
| 2.6 内存数据库 |
| 2.6.1 内存数据库研究现状 |
| 2.6.2 内存数据库面临的挑战 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 物联网服务系统体系架构研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 物联网服务新特征 |
| 3.3 物联网服务系统面临的技术挑战 |
| 3.4 物联网服务系统架构 |
| 3.4.1 基于隐式的事件链驱动的EDSOA服务执行模式 |
| 3.4.2 基于EDSOA的物联网服务系统架构 |
| 3.5 发布订阅消息系统 |
| 3.5.1 消息系统架构 |
| 3.5.2 类Push方式接收消息 |
| 3.5.3 消息系统性能实验 |
| 3.6 应用案例 |
| 3.6.1 系统架构 |
| 3.6.2 定义服务和发布订阅事件 |
| 3.6.3 性能测试 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 基于边缘计算的物联网异构感知设备统一接入平台 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于边缘计算的三层计算模型 |
| 4.3 物联网感知设备接入平台 |
| 4.3.1 接入平台总体结构 |
| 4.3.2 基于本体的资源描述模型 |
| 4.3.3 感知设备自适应接入方法 |
| 4.4 应用案例和性能评估 |
| 4.4.1 应用案例 |
| 4.4.2 性能评估 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 面向物联网实时监控的通用复杂事件处理机制研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 物联网事件模型 |
| 5.2.1 原始事件 |
| 5.2.2 简单事件 |
| 5.2.3 复杂事件 |
| 5.2.4 复杂事件定义实例 |
| 5.3 复杂事件处理系统 |
| 5.3.1 系统架构 |
| 5.3.2 原始事件处理模块 |
| 5.3.3 复杂事件处理模块 |
| 5.3.4 系统特点分析 |
| 5.4 性能评估 |
| 5.4.1 时间相关复杂事件与时间无关复杂事件处理性能比较 |
| 5.4.2 时间相关复杂事件处理参数的性能分析 |
| 5.4.3 包含简单事件处理的复杂事件处理系统性能提升 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 面向物联网时间序列数据的内存数据库研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 物联网感知数据模型 |
| 6.3 数据存储策略 |
| 6.4 TSMMDB系统总体结构 |
| 6.5 TSMMDB系统设计 |
| 6.5.1 虚拟堆与虚拟堆内存分配器 |
| 6.5.2 数据库对象的持久化设计 |
| 6.5.3 基于共享内存的进程间通信机制 |
| 6.5.4 数据局部性内存分配机制 |
| 6.5.5 基于大粒度锁的并发控制机制 |
| 6.5.6 应用程序的内存地址空间规划 |
| 6.5.7 数据存取算法复杂度分析 |
| 6.6 性能评估 |
| 6.6.1 实验设置 |
| 6.6.2 TSMMDB与传统数据库的性能比较 |
| 6.6.3 TSMMDB系统资源占用率 |
| 6.7 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 论文总结和创新点 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文及成果 |
（5）可信信息物理融合系统的架构设计及自管理优化策略研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 CPS及可信计算等相关概念 |
| 1.2.1 CPS概念 |
| 1.2.2 CPS服务特征及设计需求 |
| 1.2.3 可信性概念 |
| 1.2.4 可信的自管理CPS |
| 1.2.5 模型驱动工程 |
| 1.2.6 运行时建模技术 |
| 1.3 国内外研究现状及存在的问题 |
| 1.3.1 CPS模型及分析工具研究 |
| 1.3.2 自管理决策及其可信性研究 |
| 1.3.3 不确定性问题和决策差异化研究 |
| 1.3.4 CPS集成技术研究 |
| 1.3.5 CPS国内外研究现状小结 |
| 1.4 自管理模式分析 |
| 1.4.1 SCPS自管理模式 |
| 1.4.2 自管理误差源和故障源 |
| 1.5 论文主要研究内容和章节结构 |
| 1.5.1 论文主要研究内容 |
| 1.5.2 研究内容之间的关系 |
| 第2章 一体化SCPS可组合元模型设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 SCPS系统建模现状 |
| 2.2.1 SCPS子系统模型 |
| 2.2.2 可组合性定义 |
| 2.2.3 可组合性的相关研究 |
| 2.3 Actor及其组合模型 |
| 2.3.1 可组合时限可写actor模型 |
| 2.3.2 Actor组合交互模型 |
| 2.4 基于合约的决策任务表示规范 |
| 2.4.1 集成控制流和数据流的决策任务模型 |
| 2.4.2 合约-建议-决策规范 |
| 2.4.3 Actor活动组合模式及约束 |
| 2.4.4 Actor活动组合性质 |
| 2.4.5 基于actor元模型的事件推断及决策组织 |
| 2.5 Actor模型可组合性 |
| 2.5.1 功能可组合性 |
| 2.5.2 Actor需求和属性可组合性 |
| 2.5.3 Actor组合约束 |
| 2.5.4 失效模式的actor可组合性 |
| 2.6 合约可组合性及决策的合并约束 |
| 2.7 Actor元模型应用示例 |
| 2.8 本章小结 |
| 第3章 面向SCPS的模型驱动工程方法和架构-策略协同验证 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 面向SCPS的模型驱动工程方法 |
| 3.2.1 面向SCPS的模型驱动工程研究现状 |
| 3.2.2 AADL语言和工具简介 |
| 3.2.3 基于AADL面向SCPS的模型驱动工程方法 |
| 3.2.4 Actor元模型和AADL语言描述规则转化 |
| 3.2.5 基于模型驱动工程方法的actor模型可信性分析 |
| 3.3 Actor子系统元模型实现和集成 |
| 3.3.1 AADL软硬件库 |
| 3.3.2 Actor元模型实现 |
| 3.3.3 基于Actor的软硬件协同设计模型 |
| 3.4 SCPS嵌入式子系统软硬协同验证 |
| 3.4.1 基于Actor元模型的设计验证原理 |
| 3.4.2 多actor的嵌入式子系统验证 |
| 3.4.3 子系统可信性的软硬件协同验证 |
| 3.5 架构设计及架构-策略协同验证 |
| 3.5.1 中心式静态控制策略方案 |
| 3.5.2 去中心架构中心化管理方案 |
| 3.5.3 完全去中心化管理方案 |
| 3.5.4 简单分层-去中心方案 |
| 3.5.5 带检查点的分层-去中心方案 |
| 3.5.6 架构-策略协同仿真 |
| 3.6 感知误差对决策可靠性的影响 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 基于合约的SCPS自管理决策多目标渐进优化 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 自适应反馈循环模式及协作 |
| 4.2.1 通用的自适应反馈循环模式 |
| 4.2.2 前瞻性决策中各反馈循环间的协作 |
| 4.3 运行时自适应的可组合合约 |
| 4.3.1 当前中心式和去中心式自管理方案的不足 |
| 4.3.2 运行时可改进的合约-决策方案 |
| 4.4 基于运行时建模的合约渐进优化 |
| 4.4.1 合约-决策细化问题形式化 |
| 4.4.2 合约的可实施性检测 |
| 4.4.3 基于改进NSGA-II的建议优化 |
| 4.4.4 建议时序约束设置和建议分解 |
| 4.5 去中心式决策运行时优化及补救性恢复 |
| 4.5.1 活动等待时间修正和截止时间对齐 |
| 4.5.2 运行时可靠性修正 |
| 4.5.3 运行时能耗优化 |
| 4.5.4 同步及时间误差消除 |
| 4.5.5 周期性子系统属性更新及反馈 |
| 4.6 合约-决策方案分析及仿真 |
| 4.6.1 建议优化复杂性和仿真分析 |
| 4.6.2 等待时间对稳定性影响分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 可信SCPS多角色可组合子系统方案与验证 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 SCPS自适应架构设计及分析 |
| 5.2.1 分层决策-去中心化执行多角色自适应架构 |
| 5.2.2 自适应架构解耦控制管理逻辑 |
| 5.2.3 可配置自管理嵌入式子系统框架 |
| 5.2.4 自相似actor接口定义及优势 |
| 5.2.5 运行时可编程规范和复合actor的生成 |
| 5.3 基于相对时间的分布式时序可靠性保障 |
| 5.3.1 相对参考时间方案 |
| 5.3.2 相对时间方案中时钟误差消除 |
| 5.3.3 相对时间和绝对时间方案比较分析 |
| 5.4 面向AVR的轻量级可恢复容器设计 |
| 5.4.1 轻量级可恢复的容器设计 |
| 5.4.2 容器性能分析 |
| 5.4.3 容器的故障恢复能力测试 |
| 5.5 SCPS爆发性消息管理优化 |
| 5.6 本地子系统自愈方案设计 |
| 5.6.1 多层次一体化自愈措施 |
| 5.6.2 时间预估及自愈措施选择 |
| 5.6.3 运行时时序可信相关的组合方案 |
| 5.7 SCPS系统实测与分析 |
| 5.7.1 测试平台和相关配置 |
| 5.7.2 建议的多目标组合优化解集 |
| 5.7.3 实际系统可靠性和稳定性测试 |
| 5.8 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（6）基于MPSoC的移动视频监控关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 论文研究背景 |
| 1.2 论文的主要工作及创新点 |
| 1.3 论文结构 |
| 参考文献 |
| 第二章 SOC内嵌运动检测及解块滤波相关理论与实现技术综述 |
| 2.1 运动检测算法及其实现技术 |
| 2.1.1 像素域运动检测算法 |
| 2.1.2 压缩域运动检测算法 |
| 2.1.3 SoC内嵌移动检测硬件设计 |
| 2.2 解块滤波算法及其实现技术 |
| 2.2.1 像素域解块滤波算法 |
| 2.2.2 压缩域解块滤波算法 |
| 2.2.3 SoC内嵌解块滤波器实现技术 |
| 2.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 面向嵌入式移动监控应用的压缩域解块滤波算法研究 |
| 3.1 压缩域自适应解块滤波(LCJDD)提出 |
| 3.1.1 压缩域边缘检测算法(LCED)设计 |
| 3.1.2 块状瑕疵程度评判标准构建 |
| 3.1.3 自适应解块滤波策略运用 |
| 3.2 面向移动监控的嵌入式改进型LCJDD算法设计 |
| 3.2.1 LCJDD算法基于同步数据流模型的复杂性分析 |
| 3.2.2 基于联合仿真的LCJDD算法改进 |
| 3.3 LCJDD及其嵌入式改进算法的设计验证 |
| 3.3.1 LCJDD解块滤波设计性能分析 |
| 3.3.2 嵌入式改进型LCJDD性能分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 面向嵌入式移动监控应用的运动检测算法研究 |
| 4.1 ECLC运动检测算法提出 |
| 4.1.1 经典运动检测算法剖析及ECLC运动检测算法提出 |
| 4.1.2 ECLC运动检测算法性能分析 |
| 4.1.3 ECLC算法并发实现探索 |
| 4.2 ECLC运动检测算法的压缩域对应实现 |
| 4.2.1 基于LCED简化形式的ECLC压缩域实现 |
| 4.2.2 ECLC压缩域对应实现性能分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 MPSOC内嵌压缩域解块滤波ASIP设计研究 |
| 5.1 压缩域解块滤波ASIP设计空间探索及开发框架—CADENCE LX6 |
| 5.2 ASIP设计空间探索 |
| 5.2.1 改进型LCJDD的定制指令(ASI)提取 |
| 5.2.2 基于多面体有限可剖分调度的算法并发提取 |
| 5.2.3 基于Time-ableSDF和并发调度的资源预测 |
| 5.2.4 设计空间内性能分析和构架实现成本反馈 |
| 5.3 MPSoC内嵌压缩域解块滤波ASIP实现 |
| 5.3.1 压缩域解块滤波ASI电路实现 |
| 5.3.2 压缩域解块滤波ASIP整体实现 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 博士阶段研究成果 |
（7）面向领域应用的异构多核SoC系统结构设计与优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 嵌入式系统与领域应用 |
| 1.1.2 面向领域应用的SoC发展现状 |
| 1.1.3 异构多核SoC面临的挑战 |
| 1.1.4 课题来源 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 应用定制体系结构及研究热点 |
| 1.2.2 可重构体系结构的研究现状 |
| 1.2.3 应用定制指令集处理器的研究现状 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 1.3.1 可编程数据流计算模型及其体系结构框架 |
| 1.3.2 基于ProDFA的分组密码算法可重构SoC设计 |
| 1.3.3 面向领域应用的ProDFA功能单元定制设计方法 |
| 1.3.4 面向嵌入式可视媒体处理的异构多核SoC设计实现 |
| 1.3.5 基于高层代码转换的异构多核SoC性能优化技术 |
| 1.4 本文主要创新 |
| 1.5 论文结构 |
| 第二章 可编程数据流计算模型及体系结构框架 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 主流体系结构及计算模型分析 |
| 2.2.1 指令流体系结构 |
| 2.2.2 流体系结构 |
| 2.2.3 数据流体系结构 |
| 2.2.4 可重构体系结构 |
| 2.3 可编程数据流计算模型 |
| 2.3.1 时间计算与空间计算 |
| 2.3.2 体系结构的可编程特性 |
| 2.3.3 体系结构的数据流特征 |
| 2.3.4 可编程数据流计算模型 |
| 2.4 ProDFA体系结构框架 |
| 2.4.1 ProDFA体系结构 |
| 2.4.2 ProDFA的执行上下文 |
| 2.4.3 ProDFA的编程方法 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于ProDFA 的分组密码算法可重构SoC |
| 3.1 引言 |
| 3.2 分组密码算法分析 |
| 3.2.1 DES算法分析 |
| 3.2.2 AES算法分析 |
| 3.2.3 RC6算法分析 |
| 3.2.4 Twofish算法分析 |
| 3.2.5 分组密码算法加速处理 |
| 3.3 基于ProDFA的分组密码算法可重构SoC |
| 3.3.1 密码可重构SoC总体结构 |
| 3.3.2 密码可重构处理单元结构 |
| 3.3.3 密钥调度及节点控制单元结构 |
| 3.4 分组密码算法的映射与优化 |
| 3.4.1 DES算法映射与优化 |
| 3.4.2 AES算法映射与优化 |
| 3.5 分组密码算法性能与开销评估 |
| 3.5.1 ASIC综合结果 |
| 3.5.2 主流分组密码算法性能分析 |
| 3.5.3 AES算法的性能对比 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 可重构功能单元应用定制的候选功能子图生成方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 应用定制设计方法研究背景 |
| 4.2.1 应用定制设计方法 |
| 4.2.2 应用定制指令设计基础 |
| 4.2.3 应用定制指令生成 |
| 4.3 面向ProDFA的领域应用定制设计流程 |
| 4.3.1 ProDFA结构框架及定制设计空间 |
| 4.3.2 功能单元定制设计流程 |
| 4.4 快速最大有效子图枚举算法 |
| 4.4.1 有效子图枚举综述 |
| 4.4.2 自顶向下子图枚举方法 |
| 4.4.3 无效节点分簇算法 |
| 4.4.4 子图枚举算法描述 |
| 4.5 启发式候选子图确认与分组算法 |
| 4.5.1 候选子图确认概述 |
| 4.5.2 候选子图搜索算法 |
| 4.5.3 启发式规则与参数 |
| 4.5.4 候选子图分组 |
| 4.6 实验数据及结果分析 |
| 4.6.1 实验测试集信息 |
| 4.6.2 子图枚举与确认结果 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 嵌入式可视媒体处理系统芯片EVMPSoC |
| 5.1 引言 |
| 5.2 应用分析与体系结构对比 |
| 5.2.1 可视媒体应用的计算和数据类型特征 |
| 5.2.2 可视媒体应用的数据流和通信特征 |
| 5.2.3 媒体处理新型体系结构对比 |
| 5.3 嵌入式可视媒体处理系统芯片结构设计 |
| 5.3.1 EVMPSoC总体结构 |
| 5.3.2 协处理系统微体系结构 |
| 5.3.3 SIMD应用定制处理器核 |
| 5.3.4 EVMPSoC的内部通信与互联 |
| 5.4 基于标准单元库的EVMPSoC设计实现及评测 |
| 5.4.1 EVMPSoC原型芯片设计实现 |
| 5.4.2 EVMPSoC原型芯片性能分析 |
| 5.4.3 EVMPSoC原型芯片应用实例研究 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 基于高层代码转换的EVMPSoC 并行性探索 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 基于多面体模型的高层代码优化方法 |
| 6.2.1 循环优化技术概述 |
| 6.2.2 循环转换优化技术 |
| 6.2.3 基于多面体模型的循环仿射转换基础 |
| 6.3 面向EVMPSoC的循环优化 |
| 6.3.1 EVMPSoC并行性分析 |
| 6.3.2 面向EVMPSoC的循环优化流程 |
| 6.3.3 嵌套循环多级Tiling |
| 6.3.4 循环Tile调度和流水 |
| 6.4 实验结果及分析 |
| 6.4.1 离散余弦变换DCT |
| 6.4.2 矩阵LU分解 |
| 6.4.3 矩阵向量转置MVT |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 本文工作总结 |
| 7.2 后续研究展望 |
| 主要缩略词 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
| 第一作者已发表论文 |
| 第一作者已投稿论文 |
| 非第一作者已发表论文 |
| 作者在学期间参与科研项目情况 |
（8）多内核构件化嵌入式操作系统的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| 图表索引 |
| 主要符号对照表 |
| 第1章 前言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 嵌入式软件 |
| 1.1.2 商用嵌入式操作系统 |
| 1.1.3 构件化嵌入式操作系统 |
| 1.1.4 嵌入式构件模型 |
| 1.2 相关技术 |
| 1.2.1 构件化的嵌入式操作系统 |
| 1.2.1.1 Pebble |
| 1.2.1.2 THINK |
| 1.2.1.3 TinyOS |
| 1.2.2 构件化的软件模型 |
| 1.2.2.1 Click |
| 1.2.2.2 Koala |
| 1.2.2.3 Simulink |
| 1.2.2.4 NP-Click |
| 1.2.3 总结和讨论 |
| 1.3 本文的主要内容及组织安排 |
| 第2章 多内核构件化嵌入式操作系统Pcanel |
| 2.1 多内核操作系统技术 |
| 2.1.1 经典的双内核技术 |
| 2.1.2 多内核技术的定义 |
| 2.1.3 五个内核 |
| 2.2 支持构件模型的内核 |
| 2.2.1 面向嵌入式系统 |
| 2.2.2 构件化的软件架构 |
| 2.2.3 构件的开发和运行 |
| 2.2.4 C-Kernel |
| 2.2.4.1 线程、空间和通信 |
| 2.2.4.2 构件运行形态 |
| 2.2.4.3 远程方法调用 |
| 2.2.5 性能评估 |
| 2.3 支持数据流框架的内核 |
| 2.3.1 面向数据流应用 |
| 2.3.2 面向数据流的软件框架 |
| 2.3.3 D-Kernel |
| 2.3.3.1 元件行为的调度 |
| 2.3.3.2 数据包的传递 |
| 2.3.4 性能评估 |
| 2.4 虚拟化平台以及相关的内核 |
| 2.4.1 介绍 |
| 2.4.2 虚拟化平台SmartVP |
| 2.4.3 实时操作系统T-Kernel内核 |
| 2.4.4 通用操作系统Linux内核 |
| 2.4.5 资源分区和共享 |
| 2.4.6 V-Kernel |
| 2.4.7 标准化接口 |
| 2.4.8 性能评估 |
| 2.5 小结 |
| 第3章 构件模型SmartCM |
| 3.1 微内核技术 |
| 3.2 C-Kernel的实现 |
| 3.2.1 线程 |
| 3.2.1.1 组织结构 |
| 3.2.1.2 特权线程 |
| 3.2.1.3 优先级 |
| 3.2.2 地址空间 |
| 3.2.3 通信 |
| 3.2.3.1 数据的传递 |
| 3.2.3.2 IPC两阶段 |
| 3.2.3.3 客户端/服务端模式 |
| 3.2.3.4 抢占式IPC |
| 3.2.3.5 地址空间的传递 |
| 3.2.4 应用二进制接口 |
| 3.2.5 流水线处理 |
| 3.3 构件化运行环境 |
| 3.3.1 反射机制 |
| 3.3.1.1 灵活的自适应性 |
| 3.3.1.2 反射式调度 |
| 3.3.1.3 反射式空间管理 |
| 3.3.2 构件的交互 |
| 3.3.2.1 优先级倒置问题 |
| 3.3.2.2 基于事务的远程方法调用 |
| 3.3.2.3 抢占式的远程方法调用 |
| 3.3.3 构件的保护 |
| 3.3.3.1 共享地址空间 |
| 3.3.3.2 数据保护机制 |
| 3.3.4 接口编译器 |
| 3.4 性能评估 |
| 3.4.1 内核的基础性能 |
| 3.4.2 构件模型的性能 |
| 3.5 小结 |
| 第4章 数据流框架SmartDF |
| 4.1 元件模型 |
| 4.1.1 构件化的数据流应用 |
| 4.1.1.1 基于IPC传递数据包 |
| 4.1.1.2 有规律的交互 |
| 4.1.1.3 调度与通信的分离 |
| 4.1.1.4 应用分析 |
| 4.1.2 理论模型 |
| 4.1.2.1 框架与元件 |
| 4.1.2.2 框架的组合 |
| 4.1.3 计算模型的支持 |
| 4.2 D-Kernel的实现 |
| 4.2.1 并发处理 |
| 4.2.1.1 基于任务和事件的并发 |
| 4.2.1.2 非阻塞式同步 |
| 4.2.1.3 分段操作 |
| 4.2.2 控制器的结构 |
| 4.2.2.1 数据流调度网络 |
| 4.2.2.2 转换调度队列 |
| 4.2.2.3 事件控制器 |
| 4.2.2.4 任务控制器 |
| 4.2.2.5 模型控制器 |
| 4.3 运行环境 |
| 4.3.1 Element |
| 4.3.1.1 size |
| 4.3.1.2 Initialize & Destruct |
| 4.3.1.3 Refine |
| 4.3.1.4 Process |
| 4.3.1.5 Resolve |
| 4.3.2 Parameter |
| 4.3.3 Port & Relaion |
| 4.3.3.1 Token |
| 4.3.4 Guard |
| 4.3.5 Model |
| 4.3.6 Director |
| 4.4 性能评估 |
| 4.4.1 简单通信 |
| 4.4.2 复杂通信 |
| 4.4.3 调度 |
| 4.4.4 实例研究 |
| 4.4.4.1 通信 |
| 4.4.4.2 远程交互系统的数据流模型 |
| 4.4.4.3 构件化开发 |
| 4.4.4.4 讨论 |
| 4.4.4.5 性能测试 |
| 4.5 小结 |
| 第5章 支持多核处理器的SmartDF |
| 5.1 多核处理器的嵌入式系统 |
| 5.1.1 MPSoC架构介绍 |
| 5.1.2 MPSOC软件开发 |
| 5.1.3 多处理器的实时调度 |
| 5.1.3.1 Earliest Deadline First(EDF) |
| 5.1.3.2 Branch-and-Bound Algorithm(B & B) |
| 5.1.3.3 Pfair |
| 5.2 分布式运行环境 |
| 5.2.1 运行模式 |
| 5.2.2 元件的分配 |
| 5.2.3 运行结构 |
| 5.3 数据流调度模型 |
| 5.3.1 调度问题 |
| 5.3.2 调度算法 |
| 5.3.2.1 调度策略1 |
| 5.3.2.2 调度策略2 |
| 5.3.3 算法实现 |
| 5.4 小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 本文工作的总结 |
| 6.2 未来工作的展望 |
| 附录A 可视化开发环境SmartDesign |
| A.1 GME工具 |
| A.2 建模和设计 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（9）基于Petri网的嵌入式系统高层级设计方法与技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章绪论 |
| 1.1 研究背景意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 本文研究内容与总体安排 |
| 第二章 嵌入式系统设计方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 设计过程 |
| 2.3 常用高层级设计方法分析比较 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 嵌入式系统 Petri网建模方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 PN基本理论 |
| 3.3 计时双流 Petri网 |
| 3.4 TDPN的面向对象扩展 |
| 3.5 开放网增强模型交互能力 |
| 3.6 小结 |
| 第四章 模型分析验证技术研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 Petri网仿真分析技术 |
| 4.3 实例仿真分析 |
| 4.4 模型检测验证技术 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 嵌入式系统设计流程 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 设计流程 |
| 5.3 小结 |
| 第六章 应用系统的设计举例 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 嵌入式IDS设计建模 |
| 6.3 电梯控制系统设计示例 |
| 6.4 设计模型评述 |
| 6.5 小结 |
| 第七章 结束语 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 博士期间参加的课题与发表的学术论文 |
（10）面向数据流嵌入式系统的并发设计方法（论文提纲范文）
| 1 并发设计方法的基本思想 |
| 2 目标系统 |
| 3 设计过程 |
| 4 代码框架 |
| 5 数据通路 |
| 6 结束语 |
四、面向数据流嵌入式系统的并发设计方法（论文参考文献）
- [1]面向嵌入式系统的实时传输与接口技术研究[D]. 廖张梦. 浙江大学, 2021(01)
- [2]面向嵌入式系统的实时信号通道技术研究[D]. 刘培东. 浙江大学, 2021(01)
- [3]同步语言多线程代码生成方法及语义保持证明研究[D]. 袁胜浩. 南京航空航天大学, 2020(07)
- [4]物联网资源管理服务关键技术研究[D]. 兰丽娜. 北京邮电大学, 2019(02)
- [5]可信信息物理融合系统的架构设计及自管理优化策略研究[D]. 周鹏. 哈尔滨工业大学, 2019(01)
- [6]基于MPSoC的移动视频监控关键技术研究[D]. 朱方. 东南大学, 2016(02)
- [7]面向领域应用的异构多核SoC系统结构设计与优化[D]. 严明. 国防科学技术大学, 2011(04)
- [8]多内核构件化嵌入式操作系统的研究[D]. 谢铖. 浙江大学, 2006(09)
- [9]基于Petri网的嵌入式系统高层级设计方法与技术研究[D]. 郭军. 西北大学, 2007(04)
- [10]面向数据流嵌入式系统的并发设计方法[J]. 吴百锋,彭澄廉. 计算机集成制造系统-CIMS, 2003(S1)