Научная тема: «ТЕОРИЯ, РАЗРАБОТКА И СОЗДАНИЕ ПРОБЛЕМНО-ОРИЕНТИРОВАННЫХ ПРОЦЕССОРНЫХ ЯДЕР С ОПТИМАЛЬНЫМ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫМ КОНВЕЙЕРОМ И МНОГОЯДЕРНЫХ СИГНАЛЬНЫХ ПРОЦЕССОРОВ НА ИХ ОСНОВЕ»
Специальность: 05.13.05
Год: 2012
Отрасль науки: Технические науки
Основные научные положения, сформулированные автором на основании проведенных исследований:
  • аналитические соотношения для функции производительности и оптимальной глубины однородного и неоднородного конвейера;
  • дискретный метод определения оптимального периода неоднородного конвейера;
  • методика оптимизации вычислительного конвейера проблемно-ориентированных процессорных ядер с учётом статистических характеристик исполняемых приложений и временных характеристик используемого технологического базиса;
  • принципы и способы построения DSP-ядер с оптимальным вычислительным конвейером для многоядерных сигнальных процессоров;
  • разработка DSP-ядер серии ELcore-xx с оптимальным вычислительным конвейером для многоядерных сигнальных процессоров;
  • принципы и способы построения многоядерных кластеров на основе разработанных DSP-ядер;
  • способ синхронизации вычислительных потоков в процессорных ядрах многоядерной системы для задач типа «производитель-потребитель» на основе применения специализированного буфера обмена с усовершенствованной логикой управления:
  • создание многоядерных сигнальных процессоров серий 1891, 1892 на основе разработанных DSP-ядер.
Список опубликованных работ
1.Беляев А.А. Организация программного конвейера DSP-ядер серии ELcore-хx IP-Библиотеки «МУЛЬТИКОР» // Всероссийская научно-техническая конференция «Проблемы разработки перспективных микроэлектронных систем – 2005». Сб. трудов / под общ. ред. акад. А.Л.Стемпковского. М.: ИППМ РАН, 2005. С. 508– 511.

2.Беляев А.А. Влияние программных переходов и зависимостей по данным в исполняемом программном коде на производительность конвейера DSP-ядра // Известия высших учебных заведений. Электроника. M.: МИЭТ, 2009. №3. С. 75–80.

3.Беляев А.А. Оптимизация структуры программного конвейера DSP-ядра с гарвардской архитектурой по критерию быстродействия // II Всероссийская научно-техническая конференция «Проблемы разработки перспективных микроэлектронных систем – 2006». Сб. трудов / под общ. ред. акад. А.Л.Стемпковского. М.: ИППМ РАН, 2006. С. 361–366.

4.Беляев А.А. Исследование зависимости производительности DSP-ядра от глубины его конвейера инструкций // IV Всероссийская научно-техническая конференция «Проблемы разработки перспективных микро- и наноэлектронных систем – 2010». Сб. трудов / под общ. ред. акад. А.Л.Стемпковского. М.: ИППМ РАН, 2010. С. 382–385.

5.Беляев А.А. Оптимальная по производительности глубина программного конвейера для приложений с программными переходами и зависимостью по данным // Известия высших учебных заведений. Электроника. M.: МИЭТ, 2010. № 2(82). С. 48–51.

6.Беляев А.А. Влияние глубины конвейера на производительность процессора // Известия высших учебных заведений. Электроника. M.: МИЭТ, 2009. № 6(80). С. 50–53.

7.Беляев А.А. К вопросу развития теории конвейерных вычислений для проблемно-ориентированных процессоров // Оборонная техника. М.: ФГУП «НТЦ «Ин-формтехника», 2012. № 1. С. 45–47.

8.Беляев А.А., Путря Ф.М. Выбор оптимальной структуры функционально полного контроллера шины SPI с 32-разрядным интерфейсом // Известия высших учебных заведений. Электроника. M.: МИЭТ, 2006. №4. С. 71–75.

9.Беляев А.А. Способы оптимизации вычислительного тракта проблемно-ориентированных процессоров // Техника и технология. М.: Спутник Плюс, 2012. № 3. С. 51–53.

10.Беляев А.А. Разработка системы теоретических моделей для оптимизации вычислительного тракта проблемно-ориентированных процессоров // Техника и технология. М.: Спутник Плюс, 2012. № 3. С. 48–50.

11.Беляев А.А., Путря Ф.М. Глобальный коммутатор для многоядерного процессора с несимметричным доступом к памяти // Вопросы радиоэлектроники, серия ЭВТ. 2008. Вып. 3. С. 28–39.

12.Беляев А.А., Солохина Т.В., Юдинцев В.А. Современные устройства цифровой обработки сигналов. Вместе или врозь? // Электроника: Наука, Технология, Бизнес. 2009. № 1. С. 28–35.

13.Авторское свидетельство SU №1774472 A1. Динамический D-триггер с третьим состоянием по выходу / Антонова С.С., Беляев А.А., Епанчинцев А.Г., Заболот-ный А.Е., Максимов В.А., Назаров С.И., Петричкович Я.Я. ; заявитель НПО «ЭЛАС»; заявл. 13.08.1990 ; опубл. 07.11.1992.

14.Беляев А.А., Грибов Ю.И., Солохина Т.В. Конвейеризация и распараллеливание: два подхода к повышению производительности цифровых вычислительных устройств // III Всероссийская научно-техническая конференция «Проблемы разработки перспективных микро- и наноэлектронных систем – 2008». Сб. трудов / под общ. ред. акад. А.Л.Стемпковского. М.: ИППМ РАН, 2008. С.411–414.

15.Беляев А.А. Влияние характеристик памяти на выбор структуры конвейера DSP-ядра // Вопросы радиоэлектроники, серия Общетехническая. М.: 2011. Вып. 1. С. 68–77.

16.Беляев А.А. Неконвейеризуемые операции как фактор ограничения производительности DSP-ядра // Известия высших учебных заведений. Электроника. M.: МИЭТ, 2009. № 4. С. 56–60.

17.Беляев А.А. Процессорные ядра сигнальной обработки для многоядерных систем на кристалле // Оборонная техника. М.: ФГУП «НТЦ «Информтехника», 2011. № 8. С. 52–53.

18.Беляев А.А. DSP-ядра серии ELcore-xxTM для многоядерных вычислительных систем на кристалле // Техника и технология. М.: Спутник-Плюс, 2010. № 6 (41). С. 17–19.

19.Беляев А.А. Реконфигурируемые DSP-ядра для многоядерных систем на кристалле // Материалы научной конференции “Зеленоград - космосу”. М.: МНТО-РЭС им. А.С. Попова, 2011. С. 85–88.

20.Беляев А.А. Аппаратная реализация сжатия изображений методом ДИКМ в системах дистанционного зондирования Земли // Материалы научной конференции “Зеленоград - космосу”. М.: МНТОРЭС им. А.С. Попова, 2011. С. 82–84.

21.Беляев А.А. Гарвардская архитектура с реконфигурируемой памятью программ и данных // Техника и технология. М.: Спутник-Плюс, 2010. № 6 (41). С. 14–16.

22.Беляев А.А. Реконфигурируемая структура регистровых файлов DSP-ядер ELcore-xxTM платформы «Мультикор» // Оборонный комплекс – научно-техническому прогрессу России. М.: ФГУП «ВИМИ», 2011. № 2. С. 16–19.

23.Беляев А.А. Обработка и хранение различных типов данных в DSP-ядре ELcore-30 // Техника и технология. М.: Спутник Плюс, 2011. № 1(42). С. 29–31.

24.Козлова Н.Н., Солохина Т.В., Грибов Ю.И., Беляев А.А. Исследование архитектуры реконфигурируемых IP-ядер по критерию реализуемости в составе IP -библиотеки платформы «МУЛЬТИКОР» // Всероссийская научно-техническая конференция «Проблемы разработки перспективных микроэлектронных систем – 2005». Сб. трудов / под общ. ред. акад. А.Л.Стемпковского. М.: ИППМ РАН, 2005. С. 523–529.

25.Беляев А.А. Построение реконфигурируемого тракта обработки данных в сигнальных процессорах с VLIW-архитектурой // Известия высших учебных заведений. Электроника. M., 2011. №3 (89). С. 64–68.

26.Беляев А.А. Проблемы применения принципа параллелизма в архитектуре сигнальных процессоров // Оборонный комплекс – научно-техническому прогрессу России. М.: ФГУП «ВИМИ», 2011. № 3. С. 31–35.

27.Беляев А.А. Векторные АЛУ и архитектура SIMD: два уровня параллелизма в архитектуре сигнальных процессоров // Техника и технология. М.: Спутник Плюс, 2011. № 2(43). С. 23–25.

28.Беляев А.А. О реализации принципа параллелизма в архитектуре сигнальных процессоров // Оборонная техника. М.: ФГУП «НТЦ «Информтехника», 2011. № 6-7. С. 68–70.

29.Беляев А.А. Два способа реализации SIMD-распараллеливания в архитектуре сигнальных процессоров // Оборонная техника. М.: ФГУП «НТЦ «Информтехни-ка», 2012. № 1. С. 42–44.

30.Беляев А.А. Аппаратная поддержка программных циклов в сигнальных процессорах с глубоким конвейером // Оборонная техника. М.: ФГУП «НТЦ «Информ-техника», 2011. № 6-7. С. 70–73.

31.Беляев А.А. Структура конвейера адресных генераторов для ядер цифровых сигнальных процессоров // Оборонный комплекс – научно-техническому прогрессу России. М.: ФГУП «ВИМИ», 2012. № 1. С. 17–18.

32.Беляев А.А. Построение мультипроцессорных систем на базе DSP-ядер ELcore-xxTM // Техника и технология. М.: Спутник-Плюс, 2010. № 6 (41). С. 20–23.

33.Беляев А.А. Организация многоядерных кластеров на базе DSP-ядер ELcore-xxTM // Оборонный комплекс – научно-техническому прогрессу России. М.: ФГУП «ВИМИ», 2011. № 2. С. 11–16.

34.Беляев А.А. Средства межпроцессорного взаимодействия в DSP-кластерах платформы «Мультикор» // Оборонная техника. М.: ФГУП «НТЦ «Информтехника», 2011. № 8. С. 56–57.

35.Александров Ю.Н., Беляев А.А., Солохина Т.В. Способ синхронизации вычислительных потоков в многоядерной системе на кристалле // Оборонный комплекс – научно-техническому прогрессу России. М.: ФГУП «ВИМИ», 2011. № 4. С. 19– 22.

36.Солохина Т.В., Петричкович Я.Я., Глушков А.В., Беляев А.А. и др. Время кентавров: Микросхемы серии Мультикор-11хх (МС-11хх) для встраиваемых и мобильных применений // Chip News. 2002. № 8(71). С. 10–17.

37.Солохина Т.В., Петричкович Я.Я., Глушков А.В., Александров Ю.Н., Глушков В.Д., Семенович А.М., Беляев А.А. и др. Мультикор-12S - сигнальный контроллер с плавающей точкой для высокоточных встраиваемых применений // Chip News. 2003. № 8(81). С. 4–15.

38.Александров Ю.Н., Беляев А.А., Глушков А.В., Петричкович Я.Я., Солохи-на Т.В. и др. Новая отечественная платформа СБИС «МУЛЬТИКОР» для высокоточной скоростной обработки информации и управления объектами // Цифровая обработка сигналов. 2001. № 3. С. 25–38.

39.Солохина Т.В., Петричкович Я.Я., Александров Ю.Н., Герасимов Ю.М., Заболот-нов И.В., Алексеев М.Н., Беляев А.А. и др. Микросхемы базовых серий «МУЛЬ-ТИКОР». Сигнальный микроконтроллер 1892ВМ2Т (МС-24) // Chip News. 2005. № 2(95). С. 20–31.

40.Солохина Т.В., Петричкович Я.Я., Александров Ю.Н., Герасимов Ю.М., Заболот-нов И.В., Алексеев М.Н., Беляев А.А. и др. Микросхемы базовых серий «МУЛЬ-ТИКОР». Сигнальный микроконтроллер 1892ВМ2Т (МС-24) // Chip News. 2005. № 3(95). С. 20–26.

41.Глушков А.В., Беляев А.А., Путря Ф.М., Алексеев И.Н., Миронова Ю.В. Библиотека периферийных IP – ядер платформы «МУЛЬТИКОР» // Всероссийская научно-техническая конференция «Проблемы разработки перспективных микроэлектронных систем – 2005». Сб. трудов / под общ. ред. акад. А.Л.Стемпковского. М.: ИППМ РАН, 2005. С. 530–535.

42.Беляев А.А., Путря Ф.М. Проектирование СФ-блока контроллера шины SPI с интерфейсом AMBA // Тезисы докладов научно-технической конференции «Электроника и информатика». M., 2005. С. 180.

43.Беляев А.А., Солохина Т.В. Архитектура высокопроизводительных сигнальных контроллеров МС-0428 семейства «МУЛЬТИКОР» // Вопросы радиоэлектроники. Серия Общетехническая. М., 2011. Вып. 1. С. 25–34.

44.Беляев А.А. Сигнальные процессоры платформы «Мультикор»: основные характеристики и особенности архитектуры // Оборонный комплекс – научно-техническому прогрессу России. М.: ФГУП «ВИМИ», 2011. № 1. С. 85–87.

45.A. Belyaev, T. Solokhina, J. Petrichkovich, A. Glushkov, Y. Alexandrov, I. Alekseev, Y. Sheynin. Next Generation DSP Multi-Core Processor with SpaceWire links as the Development of the ‘MCFlight’ Chipset for the Onboard Payload Data Processing Applications // Proceedings of the 3rd International SpaceWire Conference. St. Petersburg, 2010. РР. 313–318.

46.Беляев А.А. Реконфигурируемая гарвардская архитектура сигнальных процессоров платформы «Мультикор» // Оборонный комплекс – научно-техническому прогрессу России. М.: ФГУП «ВИМИ», 2011. № 2. С. 7–10.

47.Беляев А.А. Радиационно-стойкий сигнальный процессор 1892ВМ8Я // Материалы VIII научно-технической конференции «Системы наблюдения, мониторинга и дистанционного зондирования Земли». М.: МНТОРЭС им. А.С. Попова, 2011. С. 338–340.

48.Беляев А.А. Функциональные возможности, основные параметры и условия эксплуатации сигнального процессора 1892ВМ3Т // Оборонная техника. М.: ФГУП «НТЦ «Информтехника», 2011. № 8. С. 71–72.

49.Беляев А.А. Организация аппаратной поддержки программных циклов в процессорах обработки сигналов // Известия высших учебных заведений. Электроника. M.: МИЭТ, 2011. № 6(92). С. 49–54.

50.Беляев А.А. Реализация SIMD-распараллеливания в сигнальных процессорах платформы «Мультикор» // Известия высших учебных заведений. Электроника. M.: МИЭТ, 2012. № 2(94). С. 67–70.

51.Беляев А.А. Организация работы конвейера сигнальных процессоров платформы «Мультикор» // Оборонная техника. М.: ФГУП «НТЦ «Информтехника», 2011. № 8. С. 54–55.

52.Беляев А.А. Функциональные возможности, основные параметры и условия эксплуатации сигнального процессора 1892ВМ2Я // Оборонный комплекс – научно-техническому прогрессу России. М.: ФГУП «ВИМИ», 2012. № 2. С. 25–26.

53.Беляев А.А. Усовершенствованный способ синхронизации вычислительных потоков в многоядерной системе на кристалле // Оборонный комплекс – научно-техническому прогрессу России. М.: ФГУП «ВИМИ», 2012. № 2. С. 27–30.

54.Беляев А.А. Реконфигурируемые вычислители на основе многоядерных DSP-систем // Оборонная техника. М.: ФГУП «НТЦ «Информтехника», 2012. № 1. С. 37–41.

55.Беляев А.А., Путря Ф.М., Солохина Т.В., Юдинцев В.А. Многоядерные процессоры для устройств связи. Перспективы и проблемы // Электроника: Наука, Технология, Бизнес. М., 2011. № 8. С. 90–104.

56.Беляев А.А., Александров Ю.Н., Глушков А.В., Солохина T.В., Петричкович Я.Я. Отечественные трехядерные сигнальные микроконтроллеры с производительностью 1,5 GFLOPS //Электроника: Наука, Технология, Бизнес. 2006. № 6. С. 73–78.

57.Беляев А.А., Солохина Т.В., Глушков А.В., Александров Ю.Н., Миронова Ю.В., Петричкович Я.Я., Герасимов Ю.М. Аналого-цифровая «система на кристалле» мультимедийного процессора MCam-01 серии «Мультикам» // Всероссийская научно-техническая конференция «Проблемы разработки перспективных микроэлектронных систем – 2005». Сб. трудов / под общ. ред. акад. А.Л.Стемпковского. М.: ИППМ РАН, 2005, С. 446–452.

58.Беляев А.А. Архитектура модуля оценки движения для видеопроцессора // Техника и технология. М.: Спутник Плюс, 2012. № 3. С. 45–47.

59.Беляев А.А. Сигнальный микроконтроллер для видеоприложений // Вопросы радиоэлектроники, Серия общетехническая. М., 2006. Вып. 2. C. 48–58.

60.Солохина Т.В., Петричкович Я.Я., Александров Ю.Н., Беляев А.А. Системы на кристалле на базе платформы «МУЛЬТИКОР» для создания мультистандартных телекоммуникационных терминалов // Тезисы докладов научно-технической конференции «Современные телевизионные технологии. Состояние и направления развития». M., 2004. С. 14–15.

61.Беляев А.А., Гуторов Л.В., Широков В.В. Сжатие информации в оптико-электронных системах дистанционного зондирования Земли // Тезисы докладов 3-й международной научно-технической конференции «Микроэлектроника и информатика» (МФИ-97). M.: МИЭТ, 1997. С. 119–120.

62.Кузьмичев А.М., Гуторов Л.В., Беляев А.А., Фоменко И.Б., Миронова Ю.В. Многоканальное интегральное устройство сжатия цифровой видеоинформации // Proceedings IIA. Отделение микроэлектроники и информатики. Microelectron-ics&Informatics Department. M., 2003. С. 252–270.

63.Беляев А.А., Кузьмичёв А.М. Цифровая обработка видеоинформации в многоканальной аппаратуре дистанционного зондирования Земли на ПЛИС с ограниченными ресурсами встроенной блочной памяти // Труды НИИР. M., 2011. № 4. С. 20–24.

64.Беляев А.А. Сравнительный анализ возможностей аппаратной реализации методов сжатия изображений на базе ПЛИС XC2V4000 // Материалы VIII научно-технической конференции «Системы наблюдения, мониторинга и дистанционного зондирования Земли». М.: МНТОРЭС им. А.С. Попова, 2011. С. 157–161.

65.Беляев А.А., Кузьмичёв А.М. Усовершенствованный кодер ДИКМ многоканальных ИОЭП СППИ КА ДЗЗ // Труды VI Научно-технической конференции “Системы наблюдения, мониторинга и дистанционного зондирования Земли”. М.: МНТОРЭС им. А.С. Попова. 2009. С. 104–113.

66.Беляев А.А., Солохина Т.В., Александров Ю.Н., Миронова Ю.В., Коплович Е.А. Программная реализация алгоритмов сжатия изображений на базе процессоров семейства «Мультикор» // Тезисы докладов научно-технической конференции «Современные телевизионные технологии. Состояние и направления развития». M., 2006. С. 30-31.

67.Беляев А.А. Оптимизация по критерию быстродействия приложений для DSP-ядер ELcore-хx с различной глубиной конвейеризации // Вопросы радиоэлектроники. Серия ЭВТ. М., 2008. Вып. 3. С. 99–112.

68.Беляев А.А. Анализ влияния глубины конвейера на производительность проблемно-ориентированного процессора для случая неоднородного конвейера // Вопросы радиоэлектроники, Серия общетехническая. М., 2012. Вып. 2. C. 88–96.