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基于Benes网络结构的比特置换在处理器88必发国际

浏览次数: 日期:2018-11-09 23:34

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  2005年1月,韩国S-DMB网络开始试商用,在试商用6个月之后正式提供商用业务。SKT下属的TU Media公司负责具体的运作,首先在全国范围内推出11个视频和25个音频频道。对于用户来说,要观看DMB移动广播节目必须购买可以接收卫星信号的新手机。在试商用的最初阶段仅推出了一款S-DMB手机一SCH-B100,该款手机的售价是80万韩元(6 000元人民币),月使用费大约为3.2万韩元到3.4万韩元(250元人民币左右)。到2005年12月底,SKT的S-DMB用户已达37.2万户。2006年3月中S-DMB用户数已接近50万户。

  目前,通用微处理器大多是以字为单位进行操作的,它的指令结构isa(instruction-set architecture)不支持小于一个字的数据操作,而单比特的置换操作在分组密码算法中使用频率非常高,是提高算法安全性的重要手段;而且比特置换操作在处理器中快速高效的特点,也将影响密码处理得整体性能,但在现有的指令结构处理器中,任意的比特置换通常都采用逻辑操作或查找表的方式实现[1],即使一个简单的置换操作(如循环位移),也需要多条指令才能完成。根据相关研究可知,一个n比特的置换操作,它的指令级复杂度是0(n),处理速度也就随着n的增加而不断降低,对于,目前实时的网络通信来说,这显然是不可容忍的,因此,针对这一问题在一些专用指令集微处理器asip(application-specific instruction-set processor)中,增加了特殊的置换指令,如多媒体处理器plx中增加了mix、mux和perm等指令 [2],但这些指令并不能满足n-bit数据的任意置换操作,本文提出了一种在处理器中实现比特置换的方法,给出了相应的比特置换指令及其操作结构。

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  下行设计采用QAM调制器,将数据信号调制到电视信号的空闲频带内,和下行TV信号混合后送入下行的光发射机。下行的数据信号除了净荷外还要加上管理开销。在光节点将光信号转化为电信号,TV信号送到用户,QAM信号被解调,根据TDM时隙分配,解出各个光节点本地的信号; 回传可以采用价格便宜的1310nm的FP激光器,甚至LED,回传调制是采用我们已经研发成功的“突发模式(Burst-Mode)”数字光发射电路。回传信号以数字调制的形式,在前端分配给自己的时隙内将信号回传到前端。这样,前端仅仅使用一台回传数字光接收机就可以接收所有光节点的信号,而且克服了回传噪声的影响。

  总体上说,这种通过传统移动流媒体方式实现的手机电视业务在很多方面不尽人意:受限于移动网络的带宽,电视内容的播放效果无法保证,并发用户数有限,且收费高昂,因此大都发展得并不顺利。

  比较置换操作能使输入数据中第i比特置换到输出数据的第j比特上,而且置换过程中各位源数据之间不发生计算关系,输入的n比特数据需要log2n比特位置信息或配置信息。

  置换是密码算法中隐藏明文信息中冗余度的重要手段,通过位置置换可以实现明文到密文的扩散。置换按明密文映射关系分为三类:直接置换、扩展置换和压缩置换,直接置换指明密文间是一一映射关系,且明文的每一位都有到密文的映射,扩展置换指明密文间为一对多的映射关系,它使得密文对明文的依赖性传播得更快,压缩置换指明密文间是一一映射关系,但并不是明文的每一位都有到密文的映射,置换输入和输出位宽根据算法和置换类型的不同而有所不同,例如des算法中有64bit的初始置换ip、末尾置换ip-1以及轮运算中的32-bit p置换[3]。

  ·安全性能好。FSO波束窄,定向性好,非可视光,除非其通信链路被阻截,否则数据不会外泄,也难以窃听。另外FSO通信系统本身也对数据链路进行加密,保证了通信的安全性。

  逻辑操作方式是指采用and、or、shift等简单逻辑操作实现复杂的比特置换操作,在此方式下,每对1bit进行置换,处理器需要进行四步操作,1)产生目标比特的mask参数;2)提取相应比特值(and指令);3)将该比特移至相应位置(shift指令);4)存储到相应寄存器中(or指令)。由上述过程可知,一个n-bit的位置操作需要4n条指令才能完成,尽管一些处理器中针对这一问题有所改进,将1bit置换操作的指令压缩到2条--汲取指令(extract)和放置指令(deposit),但n-bit置换操作仍需要2n条指令,处理性能没有明显提高。

  查找表方式是另一种实现比特置换的方法,它在速度上与逻辑操作相比有所提高,但需要大量的存储空间放置控制信息,完成一个n-bit的置换操作需要m个查找表,每个表的容量为2n/m×nbit,以64-bit输入数据为例,当m=1时,完成一次任意置换需要一个264×64bit的查找表,这在现有微处理器结构中是无法实现的;当m=8时,完成一次任意置换需要8个容量为28×64bit的查找表,每个表代表源操作数中连续8-bit的置换,表中除了8-bit置换的目标位置外,其他位置均为0,此时共需要23条指令来完成64-bit置换,8条extract指令获得表的索引值、8条load指令置换相应比特、7条or指令连接8个8-bit置换后的数据,这种方法相对于逻辑操作方式来说指令条数减少了很多,但它在实际执行中,load指令往往遇到未命中cache的情况,所以实现n-bit的置换操作需要的复杂度一般为o(n)。

  制造厂的工程师说: “创智成的全加固电脑是很好的辅助设备,在我们测试过的产品中,创智成的全加固笔记本电脑在效率和性能比方面大大超越了其他品牌,相应的三防的设计,保障了在汽车制造厂这样恶劣环境下的使用稳定性,的确是一个很好的产品 。”

  据高通公司相关人士称,高通已经和美国Verizon公司签订了合作协议,在美国以Verizon的品牌来提供手机电视业务。高通在美国的推广方案是建设一个全国性的网络,然后租用给运营商使用,由高通公司提供相应支持。在国内,高通公司也为上海文广提供了相应的实验设备,但是实验合作并不是很顺利。

  由于传统移动流媒体实现方式存在诸多的限制,国际上开始研究如何在移动网络上实现多媒体的广播。3GPP和3GPP2分别提出了基于3G网络的多媒体广播组播服务(MBMS)和广播组播服务(BCMCS)解决方案。这两种方案都是在现有移动通信网的基础上进行改进,向用户提供下行广播信道,使用的频率仍然是移动通信系统所在频段,为通过移动数据网络实现手机电视业务提供了条件。

  作为计算机家族中的“特种部队”,专为“军警、勘探、石油、航海”等特种行业用户提供保驾护航的任务。这要求加固电脑产品,必须能够应对各种极限应用环境所带来的严苛挑战。在加固电脑产品中由于“加固”具备可随时随地移动办公的便捷性,充分满足了特种行业用户多样的使用需求,而受到广泛的关注与认可。

  目前,butterfly结构[4]及其他一些相似的结构都广泛应用于信息处理领域中,如数字信号处理中的快速傅里叶变换(fft)等,图1(a而)中给出了8-bit输入的butterfly结构,图1(b)中给出了相应的inverse butterfly结构。

  当需要提供无线宽带接入服务区域较大时,可以采用类似蜂窝的结构,划分服务区,每个服务区中心设立一个基站,各基站通过骨干网络与相应的运营商业务交换节点相连。同时可以建立集中的网络运行中心(NOC),与各服务区基站相连,以便于进行网络管理。

  FSO系统中,一个关键的组成部分就是光学天线。光学天线根据光的反射、折射等原理设计, 发射点和接收点通常需要通过望远镜对准。由于FSO采用大气介质作为信道,而大气中存在湍流、灰尘等影响信道传输的因素,发射端激光束发出时偏离一定角度时,到达接收器时就会形成一个很大的光锥。除了大气信道传输特性随机变化对FSO造成的不利影响外,FSO系统中建筑物的抖动也会影响光收发天线之间的对准和接收。可以说光学收、发天线之间的瞄准、接收和跟踪技术是FSO技术的难点和关键。

  比特置换单元内部设置了一定的缓存区,用于存储配置信息,如图3所示的b1、b2、b3和i1、i2、i3。由于不同asip中指令格式存在差异,这些内部缓存区是可选择的,由于inverse butterfly指令类似于butterfly指令,下面以butterfly指令为例进行说明,88必发国际平台:对于超长指令字格式(vliw),支持多操作数方式,不需要内部寄存器存储配置信息,其指令可描述为:butterfly rd,rs,b1,b2,b3。其中rd为置换数据目的地址,rs为置换数据地址,b1、b2、b3为配置信息的外部存储地址,即一条butterfly指令包括rs、b1、b2、b3四个源操作数,对于精简指令格式(risc),最多支持两个源操作,相应指令可描述为:butterfly rd,rs,b3,即需要将配置信息b1、b2、i1、i2在进行置换操作前装入到置换单元内部缓存区中,而b3、i3则从外部存储器中获得,对于超标量结构处理器,假设其有两路并行处理通路,则butterfly 指令与inverse butterfly 指令可并行执行,对于所采用的不同指令格式,具体操作指令数也不同。

  如果一个处理器可以支持比特置换操作,则其比特置换操作的延时必须与逻辑运算单元(alu)的时钟频率相匹配,在alu中主要是乘法器[5]延时较大,通常占用3-5个时钟周期,因此只有使比特置换操作延时小于乘法运算延时,才能在不影响处理器整体性能的前提下,使处理器支持比特置换操作,而逻辑操作方式与查找表方式的比特置换实现方法所占用的时钟周期都远远大于3个时钟周期,如表1所示,当采用benes网络结构时,仅执行两次butterfly指令,在性能得到了很大提高,使n-bit的比特置换操作的复杂度从o(n)降至o(log(n))。

  比特置换是现代对称密码算法中的一个基本操作,但由于它比其他操作延时大且需要大量的控制信息,使得目前的通用处理器并不支持比特置换操作,本文针对上述两个问题提出的解决方案,使其可以在处理器中快速实现,并以64-bit置换为例,在fpga上对这一结构进行了验证,结果仅占用700个逻辑单元,最高时钟频率达到了200mhz,采用asic实现时,其性能还将在此基础上显著提高,从而满足网络通信等方面的需求。

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  创智成NEW RUGGED R30全加固笔记本电脑采用突破性设计,主要机壳结构是采用镁合金的精密铸件,镁合金是一种极为强固的结构金属,同时也是世上最轻的高强度金属。在其他不易受损的部位采用强固性聚合物材质,而在主要易损部位采用镁合金结合橡胶化吸收聚合物。这让设备即使是在工作中不小心跌落,仍然可以完好无损的持续完成处理任务。

  2006年2月在西班牙巴塞罗那3GSM大会上,诺基亚推出了专门的DVB-H电视手机N92,如图3所示。从现场展示的情况来看,图像还是非常清晰和流畅的,和北京通信设备展上展示的效果相比有了很大的进步。据现场讲解人员称,该款手机在2006年夏天能正式上市。

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