检索结果-内蒙古大学图书馆

信息安全研究 2024年第7期10卷 594-601页

作者：谢明东郝萌杨洪伟何慧张伟哲哈尔滨工业大学网络空间安全学院哈尔滨150001 哈尔滨工业大学(深圳)计算机科学与技术学院广东深圳518055 鹏城实验室新型网络研究部广东深圳518055

零知识证明(zeroknowledge proofs,ZKP)是一种允许证明者向验证者证明某一陈述正确性而无需泄露任何其他信息的密码学协议.主要介绍了零知识证明的加速研究,尤其关注了基于二次算术程序(QAP quadratic arithmetic program)和内积证明(... 详细信息

零知识证明(zeroknowledge proofs,ZKP)是一种允许证明者向验证者证明某一陈述正确性而无需泄露任何其他信息的密码学协议.主要介绍了零知识证明的加速研究,尤其关注了基于二次算术程序(QAP quadratic arithmetic program)和内积证明(inner product argument,IPA)的ZKP.研究表明,零知识证明的计算效率可以通过硬件加速技术显著提高,包括使用GPU,ASIC,FPGA等.首先介绍了零知识证明的定义与分类及目前零知识证明应用所遇到的困难.其次详细讨论了不同硬件系统的加速方法、实现原理及其相对于传统CPU的性能提升.例如,cuZK和GZKP利用GPU实现了多标量乘法(multiscalar multiplication,MSM)和数论变换(number theoretic transform,NTT),而PipeZK,PipeMSM,BSTMSM则通过ASIC和FPGA加速这些计算过程.此外,也提到了零知识证明在区块链中隐藏交易细节等方面的应用案例,如ZCash的隐秘交易.最后,提出了未来研究的方向,包括加速更多类型的ZKP和将硬件加速应用到实际的应用场景中,以解决效率低下问题,推动零知识证明技术的广泛应用.

关键词：零知识证明硬件加速计算并行计算密码学协议区块链隐私

来源：评论

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制导SOC中卡尔曼滤波硬件加速模块的设计与测试技术研究

制导SOC中卡尔曼滤波硬件加速模块的设计与测试技术研究

引用

作者：王阳国防科学技术大学

学位级别：硕士

精确制导是现代战争武器的重要性能,日益复杂的战场环境对制导系统的“实时性”与“小型化”提出了更高的要求。提高“工作主频”以增强处理器性能的传统方法随着电路集成度的不断提高已经陷入了瓶颈。为了提高系统的实时性,使用硬件加... 详细信息

精确制导是现代战争武器的重要性能,日益复杂的战场环境对制导系统的“实时性”与“小型化”提出了更高的要求。提高“工作主频”以增强处理器性能的传统方法随着电路集成度的不断提高已经陷入了瓶颈。为了提高系统的实时性,使用硬件加速模块来完成复杂的数值计算具有良好的应用前景。将计算加速模块进行IP核化的设计并嵌入到制导SOC中也能较好满足“小型化”的需求。本文以制导SOC中卡尔曼滤波硬件加速IP核的设计与测试技术作为研究对象,从以下两个方面开展研究工作:考虑卡尔曼滤波的实时性需求,对滤波过程中矩阵的运算“矩阵的乘法、分解、三角求逆运算”分别进行了硬件加速架构的资源优化设计。依据“脉动阵列”的思想,对矩阵乘法器进行了硬件加速的设计。所设计的乘法器资源消耗节约,且可结合矩阵的分块算法,对更高维矩阵的乘法进行求解,扩展性良好。依据“矩阵分解”的运算原理,完成了分解“运算处理单元(PE)”的设计。设计了“调度计数器”以保证对数据流的正确控制。使用“流水技术”与“分时技术”,提高了处理单元的工作主频,实现了对处理单元的分时复用,保证了运算的效率。在“三角矩阵求逆”中,分析了运算中数据的关联性,结合数据流的合理调度控制方案,实现了运算过程的并行化。设计了一种卡尔曼滤波硬件加速方案,通过定性分析,我们的设计在资源消耗、对滤波模型的适应程度、运算精度等方面具有更为均衡的性能。研究了卡尔曼滤波IP核的设计及可测试技术,针对IP核的可重用性,重点研究了卡尔曼滤波IP核可配置参数的设计。考虑IP核“测试环设计”与“测试隔离”两方面,提出了一种卡尔曼滤波硬件加速IP核测试的方案。

关键词：卡尔曼滤波制导SOC 矩阵计算硬件加速计算可测试设计并行计算

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基于非接触式电压测量的电压监测系统

引用

电子测量与仪器学报 2024年第5期38卷 229-237页

作者：张泽林刘希喆华南理工大学电力学院广州510640

非接触式电压测量方法不直接与线路的金属导体部分接触,能适应多种应用场景的电压监测。设计一种利用改进的非接触式电压测量技术对线路电压进行测量并将测量得到的电压波形用于线路故障电压诊断的系统。对传统的非接触式电压测量技术... 详细信息

非接触式电压测量方法不直接与线路的金属导体部分接触,能适应多种应用场景的电压监测。设计一种利用改进的非接触式电压测量技术对线路电压进行测量并将测量得到的电压波形用于线路故障电压诊断的系统。对传统的非接触式电压测量技术进行拓扑分析并对测量电路拓扑进行改进,能够不受耦合电容影响并准确地测量线路上的电压。由于目前单一的故障特征提取方法具有局限性,为了利用由非接触式电压测量技术测量得到的电压波形实现准确地对线路故障电压进行识别诊断,提出了基于集成学习的故障电压状态识别系统,利用多种特征提取方法提取非接触式电压测量得到的电压波形特征,其识别结果用于对线路故障进行预警和处理。针对该电压监测系统,设计了测量精度和故障识别测试,得到稳态平均误差为0.9%,故障识别准确率最高可达到93%,表明该电压监测系统具有较高的精度和故障识别准确率。

关键词：非接触式电压测量离散小波阈值降噪硬件加速计算集成学习

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无人机机载状态监测和实时评估单元研制

无人机机载状态监测和实时评估单元研制

引用

作者：蒋闵哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

无人机以其低成本、高机动性等优点在军用和民用领域中均得到广泛的应用。然而无人机的事故率远高于有人机,无人机的坠毁带来经济或军事上的巨大损失,因此保障无人机安全可靠运行已成为当前的研究热点。目前,国内外众多机构均已开展无... 详细信息

无人机以其低成本、高机动性等优点在军用和民用领域中均得到广泛的应用。然而无人机的事故率远高于有人机,无人机的坠毁带来经济或军事上的巨大损失,因此保障无人机安全可靠运行已成为当前的研究热点。目前,国内外众多机构均已开展无人机状态监测与评估技术研究。但是,现有无人机的状态监测与评估方法大都依赖地面指控站对遥测数据进行分析,链路传输延迟限制了无人机自主状态评估的实时性。此外,由于体积、重量、功耗等限制,给状态监测与评估方法的机载部署与在线运行带来了现实挑战。针对上述问题,本课题将研制一种无人机机载状态监测和实时评估单元,实现无人机运行状态数据的实时采集,并在多种机载约束条件下,实现状态监测与评估方法的在线运行,以满足无人机自主状态评估的需求。具体研究内容如下:首先,根据机载状态监测与评估的功能和技术指标,提出无人机机载状态监测和实时评估单元的总体设计方案。在此基础上,设计机载总线接口模块,实现通过1553B、UART等接口实时监测无人机的状态数据,并基于Zynq-7000So C异构处理器构建高效能核心处理模块,以满足状态评估模型并行加速、异构多模型调度、模型参数刷新以及模型动态可重构等计算任务的运行需求。其次,对状态监测和评估软件进行需求分析,并依托机载状态监测和实时评估单元硬件,设计了具备应用层、功能层、算法加速层和数据流层的状态监测与评估软件。其中,应用层针对无人机应用实现特定的机载状态监测和评估任务。功能层用于实现数据传输、状态评估、数据存储等功能。算法加速层则针对功能层所调用的状态评估模型进行优化、并行加速计算和部署,根据时效性和评估任务的不同,分别采用LSTM、LS-SVM和OC-SVM等算法构建基础状态评估模型。同时,针对多参数评估任务,采用模型参数刷新及动态可重构技术完成不同模型的动态切换。数据流层为机载总线协议接口驱动层,实现数据传输控制与缓存,同时按固定帧格式完成数据存储控制。最后,利用无人机飞控半实物仿真平台和测试数据集,实现对无人机机载状态监测和实时评估单元各项功能和技术指标的验证与评估,测试结果表明该机载状态监测与评估单元具备较好的运行实时性,满足机载运行的需求。

关键词：无人机参数监测实时评估硬件加速计算

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基于FPGA的FDTD计算系统设计

引用

硅谷 2012年第24期 50-51+64页

作者：谢凯元杭州电子科技大学电子信息学院

FDTD是电磁计算的重要方法,但对电大尺寸问题,FDTD仿真效率低的问题一直是限制其在电磁计算应用中的主要瓶颈。在FPGA中实现FDTD的硬件计算,并通过USB接口完成FDTD算法模块与系统主机间的双向数据传输。通过实验测试,发现计算结果正确,... 详细信息

FDTD是电磁计算的重要方法,但对电大尺寸问题,FDTD仿真效率低的问题一直是限制其在电磁计算应用中的主要瓶颈。在FPGA中实现FDTD的硬件计算,并通过USB接口完成FDTD算法模块与系统主机间的双向数据传输。通过实验测试,发现计算结果正确,并且计算速度得到明显提升。

关键词： FDTD 硬件加速计算 FPGA

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