Найти

Результаты поиска

• РАЗРАБОТКА ДИНАМИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ДЛЯ ОЦЕНКИ ПРОФИЛЬНОЙ ПРОХОДИМОСТИ ДВУХЗВЕННОГО ВНУТРИТРУБНОГО РОБОТА

  А.И. Комиссаров , К. Е. Бяков , В.Б. Холоденко , О. А. Корниенко

  2021-12-24

  Аннотация ▼

  Способность многозвенного внутритрубного робота преодолевать изогнутые уча-
  стки трубопроводов является важным показателем его профильной проходимости. Оцен-
  ка данного показателя на этапе проектирования невозможна без проведения математиче-
  ского моделирования процесса пространственного движения робота с учетом силового
  взаимодействия движителей робота с трубопроводом. Целью данной работы является
  создание динамической модели для оценки профильной проходимости двухзвенного внут-
  ритрубного робота с колесными движителями. Разработка модели проводилась в про-
  граммном комплексе автоматизированного анализа динамики систем тел «Универсальный
  механизм» с использованием стандартных элементов описания механических систем и
  специально разработанной модели контактного взаимодействия колесных движителей
  робота с внутренней поверхностью трубопровода. Модель контактного взаимодействия
  колес с трубопроводом была создана в среде MATLAB и скомпилирована в динамически
  подключаемую библиотеку. Полученная динамическая модель верифицировалась по качест-
  венному поведению робота при движении через изогнутый участок трубопровода и графи-
  кам индикаторов профильной проходимости. Рассматривалось два варианта направления
  изгиба трубопровода. В качестве индикатора профильной проходимости было предложено
  использование минимального расстояния от выступающих электродвигателей актуато-
  ров робота до внутренней поверхности трубопровода. Анализ результатов математического моделирования подтвердил адекватность поведения модели и показал, что разрабо-
  танная динамическая модель может применяться для оценки профильной проходимости
  внутритрубного двухзвенного робота на ранних этапах проектирования до изготовления
  его натурного образца

• МЕТОД ГЕНЕРАЦИИ ТОПОЛОГИЧЕСКИХ ОГРАНИЧЕНИЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СТРУКТУР ДЛЯ РЕКОНФИГУРИРУЕМЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ

  А.А. Диченко , И. И. Левин , Д.А. Сорокин

  33-46

  2025-12-30

  Аннотация ▼

  Для реконфигурируемых вычислительных систем на базе ПЛИС эффективными прикладными программами являются параллельно-конвейерные программы, обеспечивающие реальную производительность более 50% от пиковой. Статья посвящена решению проблемы сокращения времени их разработки. Вычислительные структуры таких программ используют большой объём вычислительного ресурса ПЛИС, функционирующих на  высокой тактовой частоте. Однако одновременная максимизация объёма задействованного ресурса ПЛИС и тактовой частоты находится в некотором противоречии, поскольку при большом заполнении снижается вариативность размещения функциональных узлов вычислительных структур и коммутационная матрица ПЛИС при трассировке информационных каналов между ними не обеспечивает требуемых характеристик по времени  распространения сигналов. Более того в современных САПР алгоритмы размещения и трассировки учитывают только архитектурные и геометрические особенности ПЛИС. Поэтому при использовании большого числа специализированных примитивов, вариативность размещения которых крайне мала, достижение высоких тактовых частот в автоматическом режиме синтеза практически невозможно. Для решения этой проблемы также необходимо учитывать информационные зависимости между функциональными узлами вычислительных структур, но характер информационных зависимостей решаемых задач различных предметных областей может существенно отличаться. Поэтому разработчики вынуждены каждый раз вручную размещать на ПЛИС функциональные узлы путём создания скриптовых инструкций топологических ограничений. Время формирования топологических ограничений для ПЛИС прежних поколений было приемлемым, поскольку они содержали, как правило, до нескольких сотен специализированных примитивов. Однако в современных ПЛИС их количество достигает нескольких тысяч и даже десятков тысяч штук, что приводит к значительному увеличению времени разработки эффективных прикладных программ. Предлагаемый метод позволяет автоматизировать процесс разработки топологических ограничений вычислительных структур. Исследования были проведены при разработке прикладных программ решения ряда задач на основе алгоритмов БПФ, AES и
  LU-разложения для реконфигурируемого компьютера «Tertius-2». В результате значительного сокращения временных затрат, обусловленных числом итераций оптимизации вычислительных структур, общее время синтеза было сокращено до трех раз

• АППАРАТУРНО-ОРИЕНТИРОВАННЫЙ АЛГОРИТМ ДЛЯ БЫСТРОГО УМНОЖЕНИЯ КРОНЕКЕРОВА ПРОИЗВЕДЕНИЯ МАТРИЦ НА ВЕКТОР

  Е. И. Духнич, А. Г. Чефранов

  2021-02-25

  Аннотация ▼

  В статье на основе использования свойств произведения Кронекера (КП) матриц
  предлагается новый алгоритм для повышения эффективности выполнения операции ум-
  ножения КП на вектор. Указанная операция широко применяется при решении задач обра-
  ботки сигналов, изображений, криптографии и т.п., где выполняется формирование мат-
  риц большого размера с заданными свойствами с помощью КП матриц малого размера.
  При этом используются матрицы со следующими свойствами: ортогональные (унитар-
  ные), обращаемые, инволютивные. Умножение квадратной матрицы размера на
  вектор имеет вычислительную сложность O(n2). Поэтому при росте количества элемен-
  тарных матриц-сомножителей размер результирующей матрицы КП и сложность умно-
  жения ее на вектор растут экспоненциально. Это обстоятельство существенно повыша-
  ет время решения прикладных задач. Целью предлагаемой работы является построение
  алгоритма, ориентированного на аппаратную реализацию и ускоряющего процессы фор-
  мирования КП и умножения вектора на него. Предлагается совместить во времени эти
  процедуры. Таким образом матрица КП в явном виде фактически не рассчитывается. Вме-
  сто этого матрицы-сомножители КП итеративно умножаются на компоненты вектора
  за время O(nlog2n) и требуют линейной сложности памяти. Приведена схема вычислений с
  топологией гиперкуба для возможной аппаратной реализации предлагаемого алгоритма,
  которая легко поддается конвейеризации. В разделе 1 приведены определения и свойства
  КП, используемые при синтезе предлагаемого алгоритма. В разделе 2 рассмотрен иллюст-
  рирующий предлагаемый алгоритм пример с , на основе которого в разделе 3 пред-
  ложена аппаратурно-ориентированная структура его реализации для произвольного n.

• МЕТОД РЕШЕНИЯ ГРАФОВЫХ NP-ПОЛНЫХ ЗАДАЧ НА РЕКОНФИГУРИРУЕМЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМАХ НА ОСНОВЕ ПРИНЦИПА РАСПАРАЛЛЕЛИВАНИЯ ПО ИТЕРАЦИЯМ

  А. В. Касаркин

  2021-02-25

  Аннотация ▼

  При решении графовых NP-полных задач на многопроцессорных системах рост обо-
  рудования не приводит к пропорциональному росту производительности системы, поэто-
  му не всегда удается решить задачу за приемлемое время. Целью работы, описанной в
  статье, является минимизация времени решения задачи поиска максимальных клик графа с
  использованием реконфигурируемых вычислительных систем (РВС). При решении задачи
  на РВС методом распараллеливания по слоям рост производительности также замедля-
  ется, несмотря на лучшую степень масштабируемости по сравнению с многопроцессор-
  ными реализациями. В статье предложен метод создания параллельно-конвейерных про-
  грамм для реконфигурируемых вычислительных систем на основе распараллеливания по
  итерациям для решения графовых NP-полных задач. Рассмотрено, что использовать би-
  товый способ представления множеств (как в методе распараллеливания по слоям) для
  метода распараллеливания по итерациям не является эффективным. Новый метод отли-
  чается организацией вычислений, а именно – обработкой неупорядоченных множеств,
  доступ к элементам которых осуществляется не по адресам (как в массивах), а по значе-
  ниям (именам вершин и именам дуг графа). Показано, что новый метод на основе распа-
  раллеливания по итерациям, несмотря на более низкую удельную производительность, свя-
  занную с тем, что вычислительным подструктурам из-за символьного представления
  множеств необходимо обработать большее число промежуточных данных, обеспечивает
  практически линейный рост реальной производительности РВС при значительно большем
  количестве вычислительного ресурса по сравнению с методом распараллеливания по слоям.