面向基于x86处理器和AMBA的系统芯片的全系统模拟器PKUsim-86 被引量：2

1

作者 庞九凤 佟冬 +2 位作者 李皓 何浪 程旭 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期351-357,共7页

基于周期级全系统模拟器对微体系结构进行系统性能评估成为芯片设计必不可少的环节.虽然x86处理器是当前商业和科学计算领域最广泛采用的处理器,很少有开源的x86模拟器能够满足研究需要.本文面向基于Geode GX x86处理器和AMBA总线的PKUn... 基于周期级全系统模拟器对微体系结构进行系统性能评估成为芯片设计必不可少的环节.虽然x86处理器是当前商业和科学计算领域最广泛采用的处理器,很少有开源的x86模拟器能够满足研究需要.本文面向基于Geode GX x86处理器和AMBA总线的PKUnity-86系统芯片,设计并实现了周期级全系统模拟器PKUsim-86.它可以启动Microsoft DOS、Windows 98、Windows XP等操作系统,运行典型的x86应用程序.PKUsim-86支持功能模拟和性能模拟的在线切换,其指令模拟速度为0.86MIPS,与真实硬件的对比表明,PKUsim-86具有较高的相对准确度. 展开更多

关键词 全系统模拟 性能评估 系统芯片 X86处理器

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面向UMPC的北大众志-SK系统芯片设计 被引量：7

2

作者 程旭 陆俊林 +1 位作者 易江芳 刘姝 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第11期1877-1887,共11页

如何更好地满足3C融合的需求,是超便携个人计算机(UMPC)普及的关键.北大众志-SK系统芯片,将传统个人计算机中分布在主板上的中央处理器、北桥与南桥芯片组、显示控制器和其它输入输出控制设备等众多芯片的功能集成到单一芯片中.该系统... 如何更好地满足3C融合的需求,是超便携个人计算机(UMPC)普及的关键.北大众志-SK系统芯片,将传统个人计算机中分布在主板上的中央处理器、北桥与南桥芯片组、显示控制器和其它输入输出控制设备等众多芯片的功能集成到单一芯片中.该系统芯片采用2D/3D扩展指令、软硬协同视频解码加速部件、硬件视频编解码等方式,在高效完成多媒体处理的前提下,有效降低了对中央处理器性能的需求.通过在单芯片内部实现多层次的存储架构,简化了数据的传输路径,提高了数据传输的效率,从而提高系统性能.此外,在该系统芯片中还实现了众多主流的输入输出接口控制部件,以满足个人计算机的日常应用需求.该设计达到了高集成度、高性能、低功耗的设计目标,提供了面向教育、电子政务和个人信息处理等领域的低成本、低功耗、易使用、便于维护的UMPC解决方案. 展开更多

关键词 系统芯片 超便携个人计算机 多媒体加速 多层次存储

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CBLA:多信道无线网状网络负载感知的分簇式信道分配 被引量：4

3

作者 王晶 管雪涛 +2 位作者 杨春 张杨 程旭 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期546-551,共6页

多信道技术能够显著提升无线网状网络的容量,合理高效的信道分配方案是多信道网状网络的核心问题.本文提出了一种分布式的信道分配方法CBLA(Cluster-Based Load-Aware),结合了静态信道分配简单和动态信道分配灵活的特点;借助簇结构降低... 多信道技术能够显著提升无线网状网络的容量,合理高效的信道分配方案是多信道网状网络的核心问题.本文提出了一种分布式的信道分配方法CBLA(Cluster-Based Load-Aware),结合了静态信道分配简单和动态信道分配灵活的特点;借助簇结构降低了问题的规模;根据统计开销小的局部信息监测链路负载;自适应的动态分配有效减轻了链路负载;采用了一种新的结合跳步数、信道分布情况和簇信息的选路指标.实验结果表明CBLA有效降低了数据包的平均延迟,并显著提升了网络吞吐量. 展开更多

关键词 无线网状网络 多信道 信道分配 分簇 负载感知

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GATEST:使用遗传算法自动生成模拟矢量的验证平台 被引量：7

4

作者 易江芳 佟冬 程旭 《北京大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期668-673,共6页

对硬件设计进行功能验证的一个关键问题是需要大量的模拟矢量来保证验证的充分性。本文针对Verilog语言,采用遗传算法(GeneticAlgorithm,GA)作为解决方案,设计了一个使用遗传算法自动生成模拟矢量的验证平台GATEST。该平台的一个特点是... 对硬件设计进行功能验证的一个关键问题是需要大量的模拟矢量来保证验证的充分性。本文针对Verilog语言,采用遗传算法(GeneticAlgorithm,GA)作为解决方案,设计了一个使用遗传算法自动生成模拟矢量的验证平台GATEST。该平台的一个特点是,根据指定的关键信号使用数据流分析产生关键路径集合,并采用基于该集合的路径覆盖率作为适应度函数引导模拟矢量的生成。使用该验证平台对北大众志-863系统芯片的功能模块进行实验,并详细分析了不同控制参数配置下的实验结果,说明该平台具有一定的有效性。 展开更多

关键词 路径覆盖率 数据流分析 遗传算法 模拟矢量自动生成

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基于支持向量机的微体系结构设计空间探索(英文) 被引量：4

5

作者 庞九凤 李险峰 +2 位作者 谢劲松 佟冬 程旭 《北京大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期55-63,共9页

通过对微处理器设计空间中有限的设计方案进行模拟,建立支持向量回归模型,对未经模拟的设计进行性能和功耗的预测,从而大大减少了评估整个设计空间的所需时间。通过模型预测得到的最优设计方案和通过模拟得到的最优设计方案很接近,提供... 通过对微处理器设计空间中有限的设计方案进行模拟,建立支持向量回归模型,对未经模拟的设计进行性能和功耗的预测,从而大大减少了评估整个设计空间的所需时间。通过模型预测得到的最优设计方案和通过模拟得到的最优设计方案很接近,提供了对巨大设计空间进行裁减的方法。将设计空间中0.26%的设计方案作为训练数据,得到的支持向量回归模型对性能和功耗的平均预测错误率分别为0.52%和1.08%,均优于已有的回归模型。相关分析数据显示预测结果和详细模拟结果高度相关,性能和功耗的平均平方相关系数分别为0.728和0.703,这表明支持向量回归模型能捕获各微体系设计参数之间的复杂交互。该模型还为每个预测结果指出了置信区间。 展开更多

关键词 设计空间探索 支持向量机 性能预测 功耗预测

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降低系统芯片中跨时钟域设计和验证复杂度的方法 被引量：3

6

作者 刘丹 冯毅 +3 位作者 党向磊 佟冬 程旭 王克义 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第11期151-158,共8页

在系统芯片设计中,直接采用现有的跨时钟域信号处理方法不仅设计复杂度高而且验证难度大。为了解决这个问题,将跨时钟域设计与功能设计完全分离,在每个通信接口部件中采用独立的、专用的跨时钟域处理模块统一解决跨时钟域信号的传输问题... 在系统芯片设计中,直接采用现有的跨时钟域信号处理方法不仅设计复杂度高而且验证难度大。为了解决这个问题,将跨时钟域设计与功能设计完全分离,在每个通信接口部件中采用独立的、专用的跨时钟域处理模块统一解决跨时钟域信号的传输问题,并通过封装点对点通信接口和合并处理同一方向的跨时钟域信号,将需要处理的跨时钟域信号的数量减少为方向相反的2组。实验结果表明,该方法能够有效降低跨时钟域设计的验证难度和系统芯片的设计复杂度,并且不会明显增加功能部件的传输延迟和面积开销。 展开更多

关键词 系统芯片 跨时钟域设计 验证复杂度 通信接口

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FaLoFiN:基于不确定性过滤的硬件故障局部化方法 被引量：2

7

作者 郑衍松 佟冬 +2 位作者 李皓 王克义 程旭 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第7期1207-1214,共8页

运行已有大型商业软件进行系统级验证是获得高质量SoC设计的有效手段,然而一旦硬件故障导致该类软件运行失效,故障局部化过程将十分困难.为此提出一种基于不确定性过滤的硬件故障局部化方法FaLoFiN.首先提取不确定性函数调用集;然后分... 运行已有大型商业软件进行系统级验证是获得高质量SoC设计的有效手段,然而一旦硬件故障导致该类软件运行失效,故障局部化过程将十分困难.为此提出一种基于不确定性过滤的硬件故障局部化方法FaLoFiN.首先提取不确定性函数调用集;然后分别从参考运行和故障运行中过滤不确定性函数调用集;最后通过比较、定位异常函数调用,实现与硬件故障相关代码范围的局部化.实验结果表明,FaLoFiN方法具有较高的硬件故障局部化准确度,能有效地将PKUnity-86系统中的真实硬件故障局部化. 展开更多

关键词 硬件故障 故障局部化 不确定性过滤 异常函数调用

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一种提供高效带宽分配和低延迟的片上通信仲裁方法(英文) 被引量：1

8

作者 陆俊林 刘丹 +1 位作者 佟冬 程旭 《北京大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期20-28,共9页

提出一种"滑动带宽调整窗口"的仲裁方法,适用于片上网络的路由器、多端口的存储控制器和传统的共享总线。通过该仲裁方法,可以细粒度地设置和动态调整系统的通信带宽分配,从而使系统通信带宽分配和通信延迟维持在合理、稳定... 提出一种"滑动带宽调整窗口"的仲裁方法,适用于片上网络的路由器、多端口的存储控制器和传统的共享总线。通过该仲裁方法,可以细粒度地设置和动态调整系统的通信带宽分配,从而使系统通信带宽分配和通信延迟维持在合理、稳定且符合系统设计要求的状态。实验表明,相比几种流行的仲裁方法,使用该仲裁方法,实际带宽分配与系统要求之间的差距减少了13%,平均通信延迟减少了37.5%,而且其硬件实现代价对于大中规模的系统芯片是完全可以接受的。 展开更多

关键词 仲裁 带宽分配 片上网络 系统芯片

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支持服务质量的片上网络路由器设计 被引量：1

9

作者 陆俊林 王宏伟 +1 位作者 佟冬 程旭 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第11期1403-1410,共8页

系统芯片的复杂应用使得片上互连成为系统性能的瓶颈,因此出现了以片上网络为核心的通信结构,而路由器是片上网络的关键部件,它完成数据在片上网络拓扑结构上的传输.设计了支持服务质量的片上网络路由器,采用面向连接的细粒度数据交换... 系统芯片的复杂应用使得片上互连成为系统性能的瓶颈,因此出现了以片上网络为核心的通信结构,而路由器是片上网络的关键部件,它完成数据在片上网络拓扑结构上的传输.设计了支持服务质量的片上网络路由器,采用面向连接的细粒度数据交换方式为确保通信服务提供严格的端对端延迟需求,采用无连接的数据交换方式支持尽力而为通信服务,同时采用均衡片上通信负载的路由算法,有效地提高了平均通信性能. 展开更多

关键词 片上网络 路由器 服务质量 确保通信服务 尽力而为通信服务

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基于三维特征参数的贝叶斯推理电路功耗模型 被引量：1

10

作者 陈杰 赵晓莺 +2 位作者 李险峰 佟冬 程旭 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第10期1241-1246,1251,共7页

在功耗与信号统计分析的基础上,采用贝叶斯推理技术建立周期精确的功耗宏模型.通过分析信号特征对电路功耗的影响,选择输入信号密度Pin、输入跳变密度Din和输出跳变密度Dout作为贝叶斯推理的三维特征参数,证明了上述特征参数对信号时间... 在功耗与信号统计分析的基础上,采用贝叶斯推理技术建立周期精确的功耗宏模型.通过分析信号特征对电路功耗的影响,选择输入信号密度Pin、输入跳变密度Din和输出跳变密度Dout作为贝叶斯推理的三维特征参数,证明了上述特征参数对信号时间和空间相关性信息的覆盖.实验结果表明,该方法较目前的门级功耗分析速度提高400余倍,周期功耗平均误差可以控制在10%以内. 展开更多

关键词 功耗模型 贝叶斯推理 三维特征参数

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基于贝叶斯推理和向量压缩技术的最大功耗分析

11

作者 陈杰 李险峰 +2 位作者 佟冬 王克义 程旭 《北京大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期215-221,共7页

针对模拟评测电路最大功耗分析速度缓慢的问题,使用贝叶斯推理功耗模型和切片分析技术进行向量压缩,优选出可能生成最大功耗的向量进行详细分析。进一步的,基于输入信号翻转密度和最大功耗生成之间的关系分析,设计自适应翻转密度与向量... 针对模拟评测电路最大功耗分析速度缓慢的问题,使用贝叶斯推理功耗模型和切片分析技术进行向量压缩,优选出可能生成最大功耗的向量进行详细分析。进一步的,基于输入信号翻转密度和最大功耗生成之间的关系分析,设计自适应翻转密度与向量生成平台,结合贝叶斯向量压缩技术进行最大功耗评测。实验表明,基于切片分析的贝叶斯模型向量压缩平均加速比达1005倍,分析误差2.40%;结合自适应翻转密度计算与向量压缩的评测方法平均加速比达163倍,最大功耗分析结果相对原始序列提高1.99%。 展开更多

关键词 最大功耗评测 贝叶斯推理 切片分析 翻转密度计算 向量压缩

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一种面向Microsoft Windows的AMBA设备PCI虚拟化机制

12

作者 庞九凤 陆俊林 +2 位作者 李皓 佟冬 程旭 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期1013-1019,共7页

PKUnity-86是基于x86处理器和AMBA开放总线架构的系统芯片,既能快速集成各种标准IP核,又支持Microsoft Windows和x86应用程序.如何使AMBA设备支持工业标准的PCI设备枚举和访问,是支持Microsoft Windows的首要问题.本文提出一种硬件VPCI... PKUnity-86是基于x86处理器和AMBA开放总线架构的系统芯片,既能快速集成各种标准IP核,又支持Microsoft Windows和x86应用程序.如何使AMBA设备支持工业标准的PCI设备枚举和访问,是支持Microsoft Windows的首要问题.本文提出一种硬件VPCI机制,通过为AMBA设备实现虚拟的PCI配置空间,对配置、存储和I/O交易进行转发,Microsoft Windows就能无差别地识别位于PCI总线的标准PCI设备和位于AMBA总线上的AMBA设备,复用标准PCI设备驱动程序以访问相应的AMBA设备.在Bochs模拟器上,基于该PCI虚拟化机制的PKUnity-86系统芯片成功启动Microsoft Windows 98和Windows XP和运行典型的x86应用程序.VPCI的硬件开销仅为标准PCI的13.7%,性能优于标准PCI;读和写PCI配置空间的性能分别是AMD VSA的7.31和6.73倍. 展开更多

关键词 系统芯片 微软视窗操作系统 设备虚拟化 配置空间

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MDCI:基于多粒度动态控制流不变式的硬件故障局部化

13

作者 郑衍松 佟冬 +1 位作者 王克义 程旭 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第11期2465-2470,共6页

本文提出了一种基于多粒度动态控制流不变式的硬件故障局部化方法MDCI.该方法基于预先提取的置信度较高的各种粒度动态控制流不变式,多粒度逐级迭代地检验控制流不变式程序点是否可达,从而将与硬件故障相关的代码范围局部化.实验结果表... 本文提出了一种基于多粒度动态控制流不变式的硬件故障局部化方法MDCI.该方法基于预先提取的置信度较高的各种粒度动态控制流不变式,多粒度逐级迭代地检验控制流不变式程序点是否可达,从而将与硬件故障相关的代码范围局部化.实验结果表明MDCI只需检验少量的控制流程序点,就能准确地将与故障相关的代码范围局部化. 展开更多

关键词 多粒度 动态控制流不变式 硬件故障 故障局部化

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覆盖矩阵反馈的演化测试程序生成方法

14

作者 张良 佟冬 +1 位作者 程旭 王克义 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第3期456-464,共9页

覆盖率驱动的测试程序生成是目前微处理器功能验证的研究热点之一,现有的演化测试程序生成方法应用到大规模复杂功能覆盖率模型时效果不佳.针对该问题,首先使用分组策略将全局功能覆盖率模型划分为若干覆盖率子模型,然后为每个覆盖率子... 覆盖率驱动的测试程序生成是目前微处理器功能验证的研究热点之一,现有的演化测试程序生成方法应用到大规模复杂功能覆盖率模型时效果不佳.针对该问题,首先使用分组策略将全局功能覆盖率模型划分为若干覆盖率子模型,然后为每个覆盖率子模型独立运行基于覆盖矩阵反馈的演化测试程序生成进程.将文中方法应用到北大众志UniCore32定点处理器核的流水线控制相关机制的功能验证中,可以取得95.11%的功能覆盖率;与现有演化测试生成方法相比,在算法运行时间节省60.4%的情况下功能覆盖率提高了31.03%. 展开更多

关键词 功能验证 演化算法 分组 测试程序生成

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面向异构多核系统芯片的高效动态带宽划分方法 被引量：1

15

作者 刘阳国 陆俊林 +3 位作者 程旭 易江芳 佟冬 刘锋 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第10期1786-1795,共10页

针对异构MPSoC中各主设备频繁争抢有限访存带宽、请求相互干扰、严重影响系统性能的问题,提出一种基于限流的动态DRAM带宽分配机制——TDBA.首先实时监测主设备访存特性,通过访存干扰程度评估将主设备分组;然后对造成严重干扰的主设备... 针对异构MPSoC中各主设备频繁争抢有限访存带宽、请求相互干扰、严重影响系统性能的问题,提出一种基于限流的动态DRAM带宽分配机制——TDBA.首先实时监测主设备访存特性,通过访存干扰程度评估将主设备分组;然后对造成严重干扰的主设备设置带宽限流阈值来防止其过度争抢带宽,并根据系统带宽使用情况动态调整该阈值,同时优先计算密集主设备的请求以进一步提高系统性能.将TDBA应用于真实异构MPSoC系统的实验结果表明,TDBA可以有效地降低访存干扰,明显提高系统性能. 展开更多

关键词 异构多核系统芯片 多核应用 访存干扰 带宽限流

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一种10ps以下时钟偏差的纯数字电路分频器设计 被引量：1

16

作者 段炼 方昊 +2 位作者 王逵 帖猛 程旭 《电路与系统学报》 CSCD 北大核心 2009年第6期87-90,共4页

本文对一款常用任意整数分频器进行改进,提出了一种纯数字、低时钟偏差、可获得任意整数分频结果的时钟分频器设计方案。该分频器由计数器与输出锁存器构成,通过调节逻辑结构与线延迟,完全平衡各时钟传播路径,大幅降低时钟偏差。仿真结... 本文对一款常用任意整数分频器进行改进,提出了一种纯数字、低时钟偏差、可获得任意整数分频结果的时钟分频器设计方案。该分频器由计数器与输出锁存器构成,通过调节逻辑结构与线延迟,完全平衡各时钟传播路径,大幅降低时钟偏差。仿真结果表明,在TSMC0.13μmCMOS工艺下,当输入时钟频率在600MHz时,时钟偏差可控制在10ps以内。该分频器还包含自测电路,可判断时钟偏差是否满足要求。 展开更多

关键词 分频器 互补金属氧化物半导体 时钟偏差

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面向多媒体SoC的存储体访存负载均衡划分方法 被引量：1

17

作者 钟祺 王晶 王克义 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第3期514-522,共9页

随着多媒体So C中具备密集访存能力的设备数量增加,设备之间频繁争抢存储体资源,严重影响访存性能.为此提出一种面向多媒体So C的存储体访存负载均衡划分方法.通过操作系统对物理内存的管理,将设备所访问的数据映射到独立的存储体中,避... 随着多媒体So C中具备密集访存能力的设备数量增加,设备之间频繁争抢存储体资源,严重影响访存性能.为此提出一种面向多媒体So C的存储体访存负载均衡划分方法.通过操作系统对物理内存的管理,将设备所访问的数据映射到独立的存储体中,避免争抢频繁的设备共享存储体,减少设备间的访存冲突;划分过程基于数据量、延迟分析设备访存行为与访存冲突之间的关系,并以此来均衡各存储体的访问负载,同时提升多个设备的访存性能.该方法不依赖特殊硬件也无需修改上层应用,提供了一种透明的纯软件优化手段.将文中方法应用于真实的多媒体So C的实验结果表明,与基于带宽优先的划分方法相比,该方法在提高带宽利用率的同时降低访存延迟,将解码帧率提升8.4%～12.3%;并且在保证服务质量的情况下,可以通过进一步降低内存工作频率来减少系统功耗. 展开更多

关键词 内存分配 片上计算机系统 存储体划分 访存冲突

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显微手术机器人系统中软件系统的设计与实现 被引量：1

18

作者 张慧明 张建勋 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2006年第1期1-3,148,共4页

辅助显微手术机器人(RAMS)的软件系统运行于PC及DSP,作为重要子系统,是RAMS精确、稳定运行的关键。介绍了机器人的计算机与电子控制系统之体系结构,阐述了软件系统的设计,给出HPI引导加载功能的实现,讨论了主从和PC控制的工作模式下多... 辅助显微手术机器人(RAMS)的软件系统运行于PC及DSP,作为重要子系统,是RAMS精确、稳定运行的关键。介绍了机器人的计算机与电子控制系统之体系结构,阐述了软件系统的设计,给出HPI引导加载功能的实现,讨论了主从和PC控制的工作模式下多轴运动控制DSP软件的实现细节。最后通过重复定位精度和动物显微手术实验,验证了RAMS软件系统的性能满足显微手术的要求。 展开更多

关键词 软件系统 DSP 显微手术 机器人 主从 HPI

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针对面积优化的时钟偏斜规划算法

19

作者 王逵 董海瀛 程旭 《北京大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期29-34,共6页

提出了一种新的时钟偏斜规划算法,该算法所生成的时序约束可以有效地促进逻辑综合工具的面积优化。在时钟偏斜规划的过程中,对时序图(sequential graph)中的关键环不再平均分配时间裕量(slack),而是根据不同路径对电路面积的影响不同,... 提出了一种新的时钟偏斜规划算法,该算法所生成的时序约束可以有效地促进逻辑综合工具的面积优化。在时钟偏斜规划的过程中,对时序图(sequential graph)中的关键环不再平均分配时间裕量(slack),而是根据不同路径对电路面积的影响不同,按照一定权重来进行分配。实验结果表明:按权重分配裕量的方法相对于平均分配裕量,能够在不降低电路性能的情况下,更加有效地降低逻辑综合结果的面积。 展开更多

关键词 时钟偏斜 时钟偏斜规划 逻辑综合 面积优化

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城市老年人居住方式的“现实与理想”——以天津市老年人为例 被引量：3

20

作者 高丽君 《知识经济》 2011年第23期67-68,共2页

基于2010年天津市区594份老年问卷数据,本文发现当代老年人实际居住方式以单独居住为主.且多数老年人的理想居住方式是不与子女同住.但且也有三分之一的老年人没有按照自己理想方式居住。本文发现老人的理想居住方式受到房子、子女尚未... 基于2010年天津市区594份老年问卷数据,本文发现当代老年人实际居住方式以单独居住为主.且多数老年人的理想居住方式是不与子女同住.但且也有三分之一的老年人没有按照自己理想方式居住。本文发现老人的理想居住方式受到房子、子女尚未成家、两代关系等现实因素的影响。 展开更多

关键词 老年人 实际居住方式 理想居住方式

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