软硬件设计技术范文

软硬件设计技术范文第1篇

摘 要：随着计算机硬件不断升级，如何应用多种软件设施以及通过资源管理器之间协调配合，为企业构建更加多元、高效的计算机使用环境。文章对计算机软硬件资源共享技术进行了概述，探讨构建良好网络信息资源共享体系的措施，提升计算机资源利用率，促进计算机技术的发展。

关键词：网络技术;计算机软硬件;资源共享

0 引言

计算机技术已经彻底改变了人们的生活和工作，在当前社会具有非常深远的影响力。计算机软硬件的使用效率对不同计算机的数据资源共享有至关重要的影响。随着互联网技术的发展，社会各界对计算机越来越依赖，满足用户对计算机性能的需求是当前计算机网络软硬件建设研究的主要课题，通过网络通行证、网络化软件等技术实现数据资源、磁盘、工作站的协调，从而有效地管理计算机资源，提高软件安装效率，更好地利用计算机资源。

1 计算机软硬件资源共享

1.1 计算机软硬件资源概述

随着科技的发展，计算机技术已经彻底融入了人们的工作和学习，计算机软硬件的使用效率对计算机数据资源的供求以及计算机技术的发展有着至关重要的作用。在计算机软硬件研究中利用网络通行证、网络化软件等技术实现数据信息、工作站等资源的共享，将科学的管理模式、网络技术以及计算机技术进行融合，促进计算机软硬件资源共享水平的进步。

1.2 计算机软硬件资源意义

1.2.1 有效地管理计算机软件

人工管理模式是当前计算机管理的主要模式，由人工对计算机软件进行更新和修复，从而满足计算机用户的需求。由于人工无法不间断地对计算机进行管理，因此需要定期将计算机管理模式从开放状态更改為关闭状态，增加人力、物力消耗的同时，影响用户使用体验。当前计算机软件版本存在一定不足，由于用户的需求差异对软件的要求各不相同，因此在设计软件时需要充分考虑到用户的差异性。这些现实因素增加了资源共享的难度，需要优化计算机网络，利用网络软件许可证进行软件安装。传统的软件安装模式会增加计算机中央处理器的耗损，造成计算机卡顿、不流畅。通过利用计算机软硬件资源共享技术，对计算机软件安全进行智能化管理，减少中央处理器的负荷，降低内存使用量，提升信息处理速度，实现不同种类的计算机软硬件资源共享，从而实现资源利用最大化[1]。

1.2.2 提高软件安装效率

软件安装会占用一定的内存，加上计算机自身安装的系统软件，可能会造成计算机内存不足，影响计算机运行效率，给计算机带来了不必要的损耗，影响计算机用户的使用体验。通过应用网络技术对软件进行下载、安装，可以释放计算机内存空间，改善软件安装环境，提升计算机软硬件利用率。用户通过网络技术注册，获取系统管理账号，并用其进行软件安装、管理，对用户数据信息进行备份，防止因系统出现问题数据被丢失、窃取，提高用户信息的安全性，提高计算机的使用效果。计算机在下载软件时受限于网络资源，下载的软件无法满足功能需求，造成计算机资源浪费[2]。通过应用网络技术实现计算机软硬件资源共享，用户可以不用对安装的软件进行选择，合理分配计算机内存，提升计算机对信息资源的处理速度。

2 应用网络技术实现资源的共享

2.1 软件资源共享

通过应用网络化软件管理技术可以规避软件常见的问题，降低因软件故障造成的损失，从而提高用户体验。通过合理的软硬件资源共享，提高计算机数据信息的安全性能以及数据信息的传输效率。当前绝大多数计算机用户利用Windows系统终端软件对计算机硬件进行操作，实现计算机资源的利用。

在网络服务器上安装相关的软件，用户通过访问服务器对信息进行读取、使用以及存储，通过相关的软件实现对数据的有效管理，这种网络服务器为资源共享提供了平台，利用资源共享平台构建系统框架，网络管理者通过对服务器的管理就可以实现对整个数据信息的管理，大大地提升了管理能力和管理效率。同时通过对数据信息进行备份，规避了因系统问题造成数据遗失、损坏等，提高了数据信息的安全性。利用网络技术实现资源共享同样存在一定的弊端，一旦网络服务器发生故障，会严重影响用户的使用，因此需要结合网络技术，采取服务器挂接光盘镜像文件、移动硬盘以及操作系统网络共享等方式，让用户可以对数据进行远程存储、读取，减缓资源短缺问题，突破网络服务器的局限，提高软件资源共享的实用性。同时利用网络技术实现软件资源的共享需要保证网络的稳定性，在数据传输过程中如果网络出现问题，可能会造成信息丢失或者损害。

2.2 硬件资源共享

对磁盘等硬件资源进行网络化管理可以实现计算机硬件资源的共享，提高计算机硬件设备的利用率，保证计算设备的工作效率。在传统计算机管理模式中，计算机主要以单机挂机方式运行，如果多台计算机需要利用同一硬件设备，需要对硬件进行拆装、安装，既浪费了时间，影响工作效率，经过多次的拆卸、安装，硬件的使用寿命被严重影响。通过利用网络技术，实现计算机硬件资源的共享，将计算机磁盘进行网络化管理，不同的用户在设备授权下对系统资源进行访问，让计算机硬件资源的使用不再受到时间、空间限制，大大地提升计算机设备的使用效率。当前计算机硬件资源共享主要利用虚拟磁盘系统，网络管理员对磁盘进行初始化设置，用户连接到磁盘通过身份验证后，就可以对磁盘数据信息进行读取以及存储。网络管理者通过设置，让不同的用户拥有不同权限，合理地对磁盘进行分配，提高磁盘应用效率，同时可以实现用户的规范化管理，提升计算机硬件的使用效率[3]。该技术在企业、学校以及政府机关中被广泛应用，通过对硬件资源进行网络资源共享，实现对办公设备资源共享、远程设备登录，大大地提升了资源利用效率和工作效率。同时随着网络技术的不断发展，计算机硬件资源共享效果和效率不断优化，有效地降低了工作量，减少工了作成本，同时实现数据一体化管理，在专人的管理下，数据信息的安全得到了保证，在各个方面满足不同用户的需求。

3 应用网络通行证管理模式实现资源共享

网络通行证管理模式是实现计算机软硬件资源共享的重要措施，通过应用网络通行证管理模式提升信息资源共享效率，在计算机软硬件资源管理中发挥着重要的作用。随着计算机网络技术以及服务器功能的不断优化，对共享行为进行更高级的管理，如果用户没有软硬件资源共享需求时，通过网络通行证管理将资源共享进行关闭，避免了资源浪费。随着网络通行证技术的普及，对网络服务器以及工作站软件安装许可进行专项管理，实现资源的实时调动和控制。计算机用户需要资源共享的时间段比较杂乱，因此计算机服务器必须保持全天不间断开启，同时满足计算机用户软硬件资源共享的需求，随时提供信息资源读取、存储服务。在网络通行证管理模式中，通过对计算机用户访问行为的分析，针对用户推荐所需求的软硬件资源，制定不同的软件使用策略，同时通过释放未使用的网络通行证，为其他用户提供更多的访问资源。如果用户有特殊的软硬件资源需求，需要对其制定特殊的通行证，这种定制通行證的行为更加凸显了通行者释放机制的重要性[4]。用户使用模块通行证的过程可以不在网络服务器中进行，通过网络调度就可以完成相应的操作行为，满足用户的需求。网络通行管理模式是网络资源管理水平提升的体现，对计算机软硬件资源进行更加合理的配置，提升资源利用率，有效地规避了资源浪费问题。

如果用户有专业网络软件使用需求，只需要管理员在网络服务器中安装相应的软件，用户即可通过计算机客户端对软件进行操作，而软件的处理和运算都在服务器中实现，有效地减少了计算机终端的运算压力，提升了计算机的运行速度，降低了等待服务时间。这种网络化的软件应用模式，有效地缓解了用户计算机配置紧张的问题，缓解了内存和磁盘空间压力，同时结合网络通行证管理技术，解决不同版本软件中的差异性，进一步提高了整体资源处理速度。网络共享可以解决大数据文件占用计算机空间的问题，减少数据移动过程中文件损坏、丢失的风险。在使用特殊软件时会产生较大的数据文件，在文件挂接过程中可能会造成数据差异等问题，提高了文件管理的风险。网络资源共享可以有效规避这些问题，结合密码、验证码等安全管理技术，实现异地文件的共享和处理，提高资源管理效率的同时，保证了数据资源的安全性。由此可见，通过将网络远程控制和网络通行证管理模式相结合，对用户进行远程管理、指导，大大地提升了用户对计算机软硬件资源的利用能力和效率。

4   结语

综上所述，通过计算机软硬件资源共享可以对计算机进行有效管理，提升软件安装效率，从而提高计算机资源利用效率。通过对计算机软件、硬件资源进行网络化管理，同时应用网络通行证技术，对计算机资源进行整合，实现资源共享，在提升资源使用效率的同时，保证计算机数据信息的安全。

[参考文献]

[1]杨涛，杨德义.网络技术应用下计算机软硬件资源共享的实现[J].科技创新与应用，2019（3）：97-98.

[2]侯文巧，管黎.网络技术应用下计算机软硬件资源共享的实现刍议[J].数字通信世界，2020（6）：138，141.

[3]彭岳，黄蕾.网络技术应用下计算机软硬件资源共享的实现[J].电脑编程技巧与维护，2018（8）：131-132，147.

[4]韦程馨.网络技术应用下计算机软硬件资源共享的实现分析[J].数码世界，2019（6）：68.

（编辑 王雪芬）

软硬件设计技术范文第2篇

摘 要：FPGA是一种重要的半定制电路集成形式，可以提高系统的控制效果，使系统功能能够顺利地实现。基于此，本文先从电源系统、时钟系统、通信接口、控制模块等方面对高速误码测试系统硬件电路设计进行分析，再从图形序列、误码检测、带宽时钟等方面对高速误码测试系统功能实现进行分析，从而提高硬件电路的设计水平。

关键词：FPGA;高速誤码测试系统;硬件电路

引言：为了实现良好的误码检测功能，需要合理地对高速误码测试电路进行设计，使其具有稳定的工作状态，能够对误码进行有效地识别，避免在误码识别过程中造成疏漏。误码检测需要具有较强的自适应性，能够适用于多种误码检测环境，使误码能够得到有效地分析，进而保障高速误码测试系统应用更为广泛。

1高速误码测试系统概述

高速误码测试系统以FPGA作为主控芯片，可以有效地对数据进行处理，使误码测试功能能够顺利地实现。通过该系统可以实现误码连续检测功能，并且具有较高的检测效率，使误码能够被准确地识别出来。误码测试系统分为序列发生和误码检测两部分，两者相互配合可以实现图形存储功能，使序列能够更好地接收与发送。系统的输出数据为16路LVDS信号，需要在串行输出环境中运行，使数据输出具有良好的同步性，进而对误码进行高速识别。误码检测需要在时钟信号作用下进行，通过高传输速度对误码进行记录，使误码能够被有效地显示，进而保障误码检测模块的功能实现[1]。

2高速误码测试系统硬件电路设计

2.1电源系统设计

电源是重要的供能装置，需要合理地对该部分进行设计，保障电能供应的稳定性，使系统能够稳定地工作。供电线路主要分为两种：一种为FPGA芯片供电，保障误码测试系统核心功能的实现。另一种为外围电路，使硬件电路能够稳定运行，进而实现误码检测功能。电源开关频率为800kHz，由3个基本电源进行供电，这样可以避免电源间相互影响，实现良好的供电过程。第一，核心电源，电压标值为1.0V，用于实现内部逻辑供电，对电压具有严格的限制。第二，I/O电源，可以实现1.5V、2.8V、3.3V的供电，对系统各个模块进行供电。第三，辅助电源，可以实现2.5V供电，对FPGA进行辅助供电。

2.2时钟系统设计

时钟系统设计时需要遵循以下原则：第一，通过时钟设定来实现连续检测过程，检测频点为145M，可以实现较高的测试速率，使系统能够处于高速检测状态。第二，时钟同步原则，保障时钟具有良好的同步性，使高速检测状态下误码识别不会出错。时钟采用ICS854001-21芯片进行实现，可以将检测频点设置为145M，使芯片能够实现时钟控制作用。为了提高时钟系统的工作效率，需要合理地进行时钟分配，通过晶振对时钟进行调节，将频偏控制在±50ppm以内。而且，还需要对时钟缓冲单元进行设置，使晶振能够与系统建立稳定地连接，进而实现良好的信号检测状态，保障时钟能够被有效地接入。

2.3通信接口设计

数据传输需要通过相应的接口进行实现，需要合理地对串口电路进行设计，使接口具有良好的运行状态。使用MAX3232作为接口控制的芯片，该芯片具有良好的串口通信效果，能够保障数据传输的稳定性，使误码检测过程能够顺利地进行。通过串口可以与PC端建立连接，使误码测试系统能够和PC进行通信，这样便可以通过界面对误码测试系统进行控制，使系统的管理更加地方便。

2.4显示及控制模块设计

误码测试系统需要具有显示功能，对误码数量、误码率等进行显示，使系统的功能更加地全面。显示及控制模块设计主要包含以下几个方面：第一，显示模块。采用LCD显示屏进行设计，与指定端口进行连接，进而对测试结果进行显示。误码率计算公式如下：误码率=误码比特率/传输总比特率×100%。第二，LED指示模块。负责对误码测试系统运行状态进行显示，如同步状态、运行模式等，可以对用户当前操作进行提醒，进而对工作状态形成清晰地判断。

2.5串行收发器设计

误码测试系统速率测试范围较为广泛，测试速率在100Mbps-3.75Gbps之间，可以实现串行数据的高速传输，进而使误码能够被高效识别。系统由GTP高速转换器构成，具有良好的编程控制效果，能够灵活地对数据进行识别，进而提高数据传输水平。高速GTP通道实现如下：由两路GTP进行实现，这样可以扩宽串行传输速率，使传输速率能够满足3.25G速率通道要求，传输速率能够得到充分地保障。在GTP时钟内部，引入了120Ω电阻，可以提高串行收发器的通信接收效果，使GTP时钟能够稳定地进行工作。通过GTP可以实现共膜电压的调节，提高电平工作的稳定性，并且构建良好的交流耦合形式，使串行收发器工作状态更加地稳定。

3高速误码测试系统功能实现

3.1图形序列发生

图形序列由FPGA编程进行实现，可以有效地对图形序列进行控制，使数据与图形能够更好地进行转换。在序列状态下，数据传输速度可以得到12.5Gb/s，可以实现序列数据的稳定传输。对序列K进行分析，通过FPGA将其拆分为16个速率为350.25MHz的序列，使序列K与序列k1，k2，...，k16构建等价关系。将序列取出后，经由LVDS传输到MUX芯片，进而提高图形序列的处理效率。通过对序列K进行拆分，可以提高序列数据的传输效率，使数据能够迅速地被存储，并且便于对存储地址进行控制，使存储器具有良好的容量空间，进而提高图形序列发生的效率。通过FPGA可以提高序列的发生速率，使误码检测能够长时间保持高速状态，使序列能够被有效地取出，让序列识别状态能够迅速进行，进而营造出良好的序列识别环境。

3.2误码检测

误码检测需要依托于数据对比进行实现，将数据图形的有效位进行对齐，对数据进行同步检测，进而保障数据能够被精确地识别，使误码的位置能够得到确定。误码检测过程中一般采用对比同步机制，以此来对误码进行识别。首先，需要准备好本地数据图形。若数据相同，则进行同步操作，此时数据不存在误码现象，可以对数据进行使用。若数据不同，则不能进行同步，且数据出现误码，需要对数据进行处理，进行误码率的计算。误码检测需要通过PRBS序列进行识别，由寄存器对数据进行存储，进而实现数据序列图形的有效识别，提高误码检测结果的有效性。

3.3带宽时钟产生

带宽时钟可以在100MHz-12.5GHz进行连续变化，具有稳定的工作频率，进而实现误码高速识别过程。时钟模块采用PLL芯片进行设计，可以实现良好的激励过程，对系统宽频输出进行控制，进而提高误码检测过程的稳定性。另外，OLL芯片具有较强的降噪效果，能够有效地对信号噪声进行控制，降低噪声对误码检测的影响。PLL芯片具有较高的宽频分辨率，能够得到45bit，对噪声具有良好的限制效果，使带宽时钟能够稳定地工作。

结论：综上所述，为了保障误码测试系统能够稳定地工作，需要合理地进行硬件电路设计，使系统构成更加地完善，进而更好地发挥误码检测作用。另外，需要合理地对误码测试系统进行功能实现，确保功能的完整性，进而提高误码检测的效率，使误码得到有效地识别。

参考文献：

[1]贾亮，丛龙杰.基于FPGA的高速数据采集系统研究[J].电脑与信息技术，2021，29（03）：69-71+83.

[2]李姗珊，全智，卢媛媛.多速率误码和光功率集成检测系统的研究与开发[J].仪表技术与传感器，2020（01）：112-116.

作者简介：

陆知己（1991.10.28）;性别：男;籍贯：安徽蚌埠;民族;汉;最高学历：本科;目前职称：助理工程师;研究方向：硬件测试。

（中电科思仪科技（安徽）有限公司，安徽  蚌埠  233000）

软硬件设计技术范文第3篇

大学物理实验(设计性实验)

实验报告

指导老师：王建明

姓名：张国生

学号：XX0233

学院：信息与计算科学学院

班级：05信计2班

重力加速度的测定

一、实验任务

精确测定银川地区的重力加速度

二、实验要求

测量结果的相对不确定度不超过5%

三、物理模型的建立及比较

初步确定有以下六种模型方案：

方法

一、用打点计时器测量

所用仪器为：打点计时器、直尺、带钱夹的铁架台、纸带、夹子、重物、学生电源等.

利用自由落体原理使重物做自由落体运动.选择理想纸带，找出起始点0，数出时间为t的p点，用米尺测出op的距离为h，其中t=0.02秒两点间隔数.由公式h=gt2/2得g=2h/t2，将所测代入即可求得g.

方法

二、用滴水法测重力加速度

调节水龙头阀门，使水滴按相等时间滴下，用秒表测出n个(n取50100)水滴所用时间t，则每两水滴相隔时间为t′=t/n，用米尺测出水滴下落距离h，由公式h=gt′2/2可得g=2hn2/t2.

方法

三、取半径为r的玻璃杯，内装适当的液体，固定在旋转台上.旋转台绕其对称轴以角速度ω匀速旋转，这时液体相对于玻璃杯的形状为旋转抛物面

重力加速度的计算公式推导如下：

取液面上任一液元a，它距转轴为x，质量为m，受重力mg、弹力n.由动力学知：

ncosα-mg=0(1)

nsinα=mω2x(2)

两式相比得tgα=ω2x/g，又tgα=dy/dx，∴dy=ω2xdx/g，

∴y/x=ω2x/2g.∴g=ω2x2/2y.

.将某点对于对称轴和垂直于对称轴最低点的直角坐标系的坐标x、y测出，将转台转速ω代入即可求得g.

方法

四、光电控制计时法

调节水龙头阀门，使水滴按相等时间滴下，用秒表测出n个(n取50100)水滴所用时间t，则每两水滴相隔时间为t′=t/n，用米尺测出水滴下落距离h，由公式h=gt′2/2可得g=2hn2/t2.

方法

五、用圆锥摆测量

所用仪器为：米尺、秒表、单摆.

使单摆的摆锤在水平面内作匀速圆周运动，用直尺测量出h(见图1)，用秒表测出摆锥n转所用的时间t，则摆锥角速度ω=2πn/t

摆锥作匀速圆周运动的向心力f=mgtgθ，而tgθ=r/h所以mgtgθ=mω2r由以上几式得：

g=4π2n2h/t2.

将所测的n、t、h代入即可求得g值.

方法

六、单摆法测量重力加速度

在摆角很小时，摆动周期为：

则

通过对以上六种方法的比较，本想尝试利用光电控制计时法来测量，但因为实验室器材不全，故该方法无法进行;对其他几种方法反复比较，用单摆法测量重力加速度原理、方法都比较简单且最熟悉，仪器在实验室也很齐全，故利用该方法来测最为顺利，从而可以得到更为精确的值。

四、采用模型六利用单摆法测量重力加速度

摘要：

重力加速度是物理学中一个重要参量。地球上各个地区重力加速度的数值，随该地区的地理纬度和相对海平面的高度而稍有差异。一般说，在赤道附近重力加速度值最小，越靠近南北两极，重力加速度的值越大，最大值与最小值之差约为1/300。研究重力加速度的分布情况，在地球物理学中具有重要意义。利用专门仪器，仔细测绘各地区重力加速度的分布情况，还可以对地下资源进行探测。

伽利略在比萨大教堂内观察一个圣灯的缓慢摆动，用他的脉搏跳动作为计时器计算圣灯摆动的时间，他发现连续摆动的圣灯，其每次摆动的时间间隔是相等的，与圣灯摆动的幅度无关，并进一步用实验证实了观察的结果，为单摆作为计时装置奠定了基础。这就是单摆的等时性原理。

应用单摆来测量重力加速度简单方便，因为单摆的振动周期是决定于振动系统本身的性质，即决定于重力加速度g和摆长l，只需要量出摆长，并测定摆动的周期，就可以算出g值。

实验器材：

单摆装置(自由落体测定仪)，钢卷尺，游标卡尺、电脑通用计数器、光电门、单摆线

实验原理：

单摆是由一根不能伸长的轻质细线和悬在此线下端体积很小的重球所构成。在摆长远大于球的直径，摆锥质量远大于线的质量的条件下，将悬挂的小球自平衡位置拉至一边(很小距离，摆角小于5°)，然后释放，摆锥即在平衡位置左右作周期性的往返摆动，如图2-1所示。

f=psinθ

f

θ

t=pcosθ

p=mg

l

图2-1单摆原理图

摆锥所受的力f是重力和绳子张力的合力，f指向平衡位置。当摆角很小时(θ<5°)，圆弧可近似地看成直线，f也可近似地看作沿着这一直线。设摆长为l，小球位移为x，质量为m，则

sinθ=

f=psinθ=-mg=-mx(2-1)

由f=ma，可知a=-x

式中负号表示f与位移x方向相反。

单摆在摆角很小时的运动，可近似为简谐振动，比较谐振动公式：a==-ω2x

可得ω=

于是得单摆运动周期为：

t=2π/ω=2π(2-2)

t2=l(2-3)

或g=4π2(2-4)

利用单摆实验测重力加速度时，一般采用某一个固定摆长l，在多次精密地测量出单摆的周期t后，代入(2-4)式，即可求得当地的重力加速度g。

由式(2-3)可知，t2和l之间具有线性关系，为其斜率，如对于各种不同的摆长测出各自对应的周期，则可利用t2l图线的斜率求出重力加速度g。

试验条件及误差分析：

上述单摆测量g的方法依据的公式是(2-2)式,这个公式的成立是有条件的，否则将使测量产生如下系统误差:

1.单摆的摆动周期与摆角的关系，可通过测量θ<5°时两次不同摆角θ

1、θ2的周期值进行比较。在本实验的测量精度范围内，验证出单摆的t与θ无关。

实际上，单摆的周期t随摆角θ增加而增加。根据振动理论，周期不仅与摆长l有关，而且与摆动的角振幅有关，其公式为：

t=t0[1+()2sin2+()2sin2+]

式中t0为θ接近于0o时的周期，即t0=2π

2.悬线质量m0应远小于摆锥的质量m，摆锥的半径r应远小于摆长l，实际上任何一个单摆都不是理想的，由理论可以证明，此时考虑上述因素的影响，其摆动周期为：

3.如果考虑空气的浮力，则周期应为：

式中t0是同一单摆在真空中的摆动周期，ρ空气是空气的密度，ρ摆锥是摆锥的密度，由上式可知单摆周期并非与摆锥材料无关，当摆锥密度很小时影响较大。

4.忽略了空气的粘滞阻力及其他因素引起的摩擦力。实际上单摆摆动时，由于存在这些摩擦阻力，使单摆不是作简谐振动而是作阻尼振动，使周期增大。

软硬件设计技术范文第4篇

本次课程设计的任务要是设计一个单级斜齿圆柱齿轮减速器，工作条件为两班制工作，使用年限为5年，单向连续运转，载荷平稳。课程设计中最麻烦的是初步的计算，齿轮、轴、轴承、键、电动机等等的零件都需要计算、校核。然后最重要的就是画图，当然这也是费时间的。画图不仅要求画图能力好，还应具备良好的逻辑思维以及整体观念。这个步骤也能检查设计书是否完美。设计过程中我出了好多错误，电动机和齿轮的计算在校核的时候发现都不符合，所以都得重新选择。还有画图时轴承盖也出现了小问题。但是整体效果还是蛮不错的，无论是速度还是完成的质量都还令我满意。

还好天公作美，整个课程设计时间里武汉并没有显示出它夏天该有的威力。好像老天在帮我们一样，要么淅沥沥的小雨，要么并不高温的晴天，这天气在武汉的夏天来讲还是很好的。还有一个有利因素就是我们率先抢得先机占到了教室，抢到了画图桌、空调。全班同学都在跟赛跑似的，争先恐后没日没夜的画图计算。有的就干脆不午休了，中午都在画图，还有的甚至吃饭时间都没有，直接让同学带饭回教室，晚上回去还得计算校核，就为了早点完成任务。以前只有在高考前才有过这么紧迫，那么高强度的学习想想就可怕，真不知道自己当时是咋过来的。

我觉得课程设计是个对自我检验及修正的过程。在这次设计过程中暴露了好多问题，比如对概念不清楚、公式不理解、作图能力不好等等。这也是今后学习当中应该注意到的问题和提高的地方。让我加深了《对机械设计基础》这门课的学习，尤其是齿轮这方面的知识，还学到了设计--校核这种方法。我深深的体会到课程设计不是孤立的一门课，它牵涉到好多学科，有互换性、工程图学、金属工艺学，机械设计基础等。这个课程设计让我巩固了好多知识，学到了好多知识。

软硬件设计技术范文第5篇

近几年来, 计算机系统中格的图像显示卡的硬件水平越来越高, 使得基于图像显示卡的硬件加速体绘制技术得到了快速的发展, 进一步提高了三维数据可视化的质量和人机交互的实时性, 正是由于图像显示卡具有较强大的硬件加速功能, 本论文就利用硬件加速完成三维数据的切割的方法进行探讨, 试图在实现算法切割功能的前提下, 能够较好的解决三维数据显示质量和人机交互性能之间的矛盾, 进而弥补已有常用三维数据切割算法的缺陷。

1 基于硬件加速的三维数据切割方法

1.1 基于可编程硬件的纹理渲染

现在, 具有可编程能力的图形显示卡已经成为计算机硬件系统的标配, 这类显卡能够集成点元渲染器和片元渲染器, 其中, 点元渲染器可以实现对三角形定点进行几何变化和光照计算, 而片元渲染器可以完成对像素进行着色的功能。

可编程的图形显示卡在纹理的渲染方面, 具有两个重要的特征, 分别是支持绘制到纹理的功能和支持依赖纹理功能。

1.2 基于硬件加速的体绘制

当前, 普遍采用的体绘制技术能够显示出高质量的三维物体细节信息, 但这类算法在进行采样的插值计算和积分计算的过程中, 所需要的计算量都很大, 需要的计算时间较长, 所以, 在实际应用中的实时性较差, 不能满足人机交互的需求。

可编程图形显示卡的问世, 使得三维数据的纹理渲染技术得到了硬件加速系统的支持, 将三维的体积数据转化为硬件能够识别的顶点数据, 保证了三维数据处理的实时性。

1.3 基于硬件加速体绘制的切割

通过硬件加速的方法执行体绘制, 需要将带切割数据作为纹理存入图形显示卡进行计算, 这样就可以提高三维切割中的人机交互速度。基于硬件加速的三维数据切割过程如图1中所示。

要完成对三维物体的切割, 其关键的一步是判断图元是否位于切割体内, 该实际操作中, 可以利用体数据的的蒙版作为切割数据来完成该步骤, 该过程主要包括三个小的步骤, 分别是:对待切割三维数据进行初始化操作、对切割体的位置和属性进行定义并进行数据的修改、把切割数据输入图形显卡等。其中, 对切割数据的初始化需要先产生一块跟体数据尺寸一样的数据空间, 然后根据三维体数据中数据点的具体数值, 对需要进行切割的纹理进行初始化, 把待显示的数据点的数值设为l, 而不显示的数据点的值设为0。把体数据的蒙版作为切割纹理来进行处理, 不需要直接显示相关的体数据, 可以直接通过数据点的置位操作, 来方便的实现切除和恢复操作。其次, 第二个小步骤中的属性定义与数据修改主要涉及几个坐标之间的转换, 主要包括切割数据坐标系、用户交互坐标系和世界坐标系等, 在操作过程中, 为了避免对所有的切割数据进行遍历可以只对其中的一个关键点进行操作, 在人机交互的过程中, 只对该关键点的坐标进行变换, 将该点转换到切割数据的坐标系中进而根据切割体中其他点跟该点的位置关系, 可以计算出切割后的切割数据及其位置属性等;此外, 还可以通过前面介绍的置位方式来快速实现三维数据的切除与恢复。最后, 第三个小的步骤就是将切割数据输入可编程图形显示卡中的显存, 利用GLSG来写Fragment shader, 对三维切割纹理进行提取;在把这些纹理进行渲染绘制之前先进行判断, 如果为0, 则不进行绘制操作, 所显示的结果就是被切除。

2 结论分析

实验证明, 文中的方法在三维数据的尺寸不太大的情况下, 加入切割纹理对人机交互的实时性影像不大, 但是, 当数据的尺寸比较大时, 由于受到图型显示卡显存大小的限制, 使得该方法的时间效率下降影响到人机交互的实时性。所以, 该方法在保证实现良好切割质量的前期下, 能够达到比较好的实时交互性。

摘要：针对传统三维数据切割方法不能够实现实时人机交互操作, 以及难以按照操作人员的需求进行有效切割操作的缺陷, 论文研究并给出了一种利用图形硬件加速的三维体数据切割方法。实验结果表明, 该方法在保证良好切割质量的前提下, 能够实现较好的交互实时性。

关键词：硬件加速,三维切割,医学图像处理,体绘制

参考文献

软硬件设计技术范文第6篇

一、计算机硬件安全的基本概述

关于计算机的硬件安全存在一个技术:加固技术。我们所用的计算机应用了加固技术以后就可以加强计算机的防腐蚀、防水以及防震的功能。进行了加固的计算机就可以在外面进行一整天的工作了, 因此加固技术在硬件安全中也是很重要的。计算机不光自己内部硬件产生问题影响安全外, 也会有其他的因素对安全问题造成影响。比如:中央处理器一般都会有一系列的集成性的指令代码。即使这些代码是保密的, 但是不能保障是一定安全的。如果计算机的中央处理器中有着病毒的指令代码或者说陷阱类的代码, 其他的设备就可以通过使用无线代码来控制中央处理器中的这项指令。这样就造成了计算机内部的机密文件、资料的泄露, 结果往往也是毁灭性的。计算机的系统一时间也会被攻击, 硬件也会被泄密, 变得不安全。而最终的硬件泄密还会影响到电源的安全, 也就有了电源泄密的情况。计算机是由一个个的零部件构成的, 其中每一个零件都是可以被操作的。那么也就有下面的可编程控制芯片, 只要这种芯片被他人操作控制, 那么计算机也就可以被完全操控。因此目前我们就要保障芯片的安全问题, 以此来更好地保护计算机硬件的安全, 也使得硬件设计更加安全化。

二、计算机硬件的设计安全以及未来的发展

计算机本身存在了许多部件, 拼凑在一起就被称为物理部件构件又称:计算机的硬件。目前计算机的硬件所存在的安全类的问题有:输入设备、输出设备以及储存介质的问题。通过输入设备产生的硬件问题分为两种:第一种是输入的材料和数据本身存在有木马病毒, 第二种是输入过程操作的不安全性, 第二种造成的结果比较严重, 会导致内部的文件被恶意的破坏以及外流。接着就是其次的输出设备, 这种设备所造成的硬件安全就是以其自身的记忆性, 会在操作的操作的过程中留下痕迹, 被其他设备复制下来导致信息的泄露。而储存介质的安全问题就在于系统内部没有将存储的数据、文件进行更好地安全保护。这样一来, 这些文件资料就面临着被破坏的风险了。

三、计算机硬件的设计安全分析

随着计算机硬件设计的安全问题的暴露, 解决这类问题的方法也慢慢增多。新兴起的方法中有着一些十分精巧的设计, 日常使用起来也十分方便。比如:设计的有多样性和独特的数字签名等等。不光如此, 还出现了许多新兴的技术。好比:光纤和纳米技术、离子技术等等, 这些技术的出现也使得许多安全方案变得具有可行性。目前存在主要的硬件系统有:物理不可复制技术、硬件木马检测等等。 (1) 硬件木马的检测。其实硬件木马检测已经被广泛地使用到计算机中, 硬件木马是一种恶意的程序, 会使得计算机硬件以及系统处于不安全的状态。它会通过更改原始的芯片来对电脑造成威胁。而且硬件木马目前只有小部分被检测出来, 因此就有更多研究人员致力于硬件木马的研究。一般情况下, 我们往往不能检测出来计算机是否受到木马攻击。不过我们不计算工程变异, 系统检测木马其实就是对一系列的输入序列的有关功耗进行了测量, 而测量的功耗主要有两个:开关功耗、泄漏功耗。不过再加上工程变异, 硬件木马检测的困难和就会变得更多。不过又出现了新的检测方法:热调节技术, 它们不会出现之前提到的那种问题。因此新的硬件木马检测方法出现, 对计算机硬件设计安全有更多地保障。 (2) 物理不可复制技术。发展过程中的另一个是物理不可复制技术, 这是十分新的一个概念, 它可以体现出映射和芯片的制造工艺之间的关系。而这项技术中所使用的数学或统计的方式来达到逆向工程的目的是十分困难的, 正是因为其中存在的关系。目前, 研究人员对物理不可复制技术进行深入地发现与研究, 提出了许多物理不可复制技术, 并且都试验成功了。不过, 现阶段被提到的技术方案中还存在映射数量的有限等之类的问题, 而我们需要做的就是要提出更多的物理复制技术, 让这类技术的安全性更加有保证。

四、关于计算机硬件设计安全的几点策略

(一) 要做好内置安全工作

要使得计算机硬件更加的具有安全性, 就要做好内置安全的确认工作。其实内置安全工作是我们在制造以及进行进一步测试时运用的物理不可复制技术以及IP。关于计算机硬件内置安全的保护以及确认工作可以分为:第一步:将完成好的集成电路进行进一步的制造, 这一过程需要运用物理不可复制技术。制造完成以后, 会出现变异的物理不可复制技术的序列。第二步:我们要进行编译工作来实现物理版图的产物, 运用电子设计自动化的工具。然后挑选之前得到的物理版图, 加密处理后需要得到验证模块的产物。最后一步是将加有验证模板的物理版图运用到制造生产中去, 这样就是内置安全工作的内容了。相关人员需要对内置安全工作有着更好的见解, 才能保障计算机硬件设计的安全性。

(二) 更好地检测外置辅助安全

我们为了实现计算机硬件的安全问题, 就要对外置辅助是否安全进行检测。为了实现这个目的, 这项工作比较依附于一些密钥机关以及部门制造的私用密钥或者公开密钥。这两种密钥对于计算机硬件安全问题也有着重要的意义。

(三) 研发过程要注重创新

针对于目前出现的计算机硬件设计的安全类问题还在于现代技术水平没有达到所需的要求。因此, 要想真正的解决此类安全问题, 就要在研发的过程中进行创新, 来完善目前有缺陷的计算机硬件的安全设计技术。

五、结束语

由上文可知, 目前所存在的计算机硬件设计的安全问题要使得相关人士进行重视, 如果出现了跳过问题, 不重视问题的情形就得不偿失了。要从问题出发, 寻求解决安全问题的方法, 才能真正的保障计算机硬件的设计安全。

摘要：随着现代科技技术的逐渐地发展, 信息技术融入了许多人的生活。我们已进入了信息时代, 计算机产业在这样的背景下正在快速发展着, 也不可避免地也出现了一些问题。从业者慢慢注意到了计算机硬件设计的安全问题, 发现越来越多的面临安全问题。本文就此问题进行了研究, 并得出了以下几点方法。

关键词：计算机硬件,安全问题,研究和策略

参考文献

[1] 曾颢.计算机硬件的设计安全分析[J].数字技术与应用, 2016 (4) :222.

[2] 刘亮.计算机硬件设计安全问题分析[J].黑龙江科技信息, 2015 (17) :232.