王東,男, 副教授,博士,現任北京交通大學計算機與信息技術學院博士生導師。
教育及工作經歷:
2000.09-2004.09 西安交通大學電子與信息工程學院,獲學士學位。
2004.09-2005.05 西安交通大學人工智能與機器人研究所,獲碩士學位。
2005.06-2010.10 西安交通大學人工智能與機器人研究所;2008.12-2009.12 美國加州大學洛杉磯分校(University of California, Los Angeles)計算機系,國家公派聯合培養,獲博士學位。
2010.11-2013.03 清華大學微電子學研究所博士后流動站,博士后。
現任物理網工程教研室主任。
同時負責多個校企聯合實驗室,包括:
北京交通大學-Altera公司 SOPC/DSP聯合實驗室與培訓中心
北京交通大學-美國德州儀器公司(TI) 物聯網工程與信息技術聯合實驗室
北京交通大學-美國賽靈思(Xilinx)公司 可重構片上多核系統設計聯合實驗室
學術兼職:
1、IEEE Member, 計算機學會會員。
2、IEEE Trans. Computer, IEEE Trans. Circuit & Systems II, Microprocessor 等國際期刊審稿人。
主講課程:
[1]大學計算機基礎(本科生);
[2]硬件系統綜合實驗(本科生和研究生);
[3]VHDL設計與應用(本科生);
[4]物聯網中間件技術(本科生);
[5]OpenCL與GPU并行編程(研究生)。
培養研究生情況:
所在實驗室(信息科學研究所-多維數字處理和系統集成實驗室,9教北619),目前共有博士生5人、碩士生6人,分別來自本校和國內重點院校。實驗室與清華大學微電子所及北京大學數字媒體所有聯合培養學生項目,可為學生提供國際一流的科研實驗環境和學術環境,科研經費充足;同時,實驗室還與美國UCLA,澳大利亞墨爾本大學建有研究合作關系,可優先支持博士生進行國家公派或聯合培養博士生項目。
指導學生競賽、創業計劃獲獎:
[1]2014年全國高校物聯網應用創新大賽 二等獎 《物聯網智能花盆》。
[2]2015全國開源硬件與嵌入式計算大賽 一等獎 《基于Zynq的高清視頻試試運動檢測與識別》 。
招生專業:
計算機與信息技術學院:信號與信息處理碩士。
計算機與信息技術學院:信號與信息處理博士。
歡迎有志于從事先進計算機體系結構、集成電路、高性能數字信號系統、無線傳感網絡和下一代通信系統研究的同學報考!
此外,課題組誠邀優秀博士后、國內外訪問學者加盟,歡迎來電、郵件咨詢。
研究方向:
[1]物聯網、無線傳感網技術和智能芯片與系統設計,包括低功耗網絡協議、自組網、異構網絡拓撲技術、智能接點接入與信息融合技術等;智能移動設備軟硬件設計、系統級芯片設計、專用操作系統研究;
[2]大數據處理機(Datecenter Machine)和異構計算體系結構研究。包括:領域化大數據數據方法、數據分析、聚合和信息融合方法研究;基于Hadoop的分布式大規模計算機系統軟硬件架構研究;基于FPGA和GPU的異構計算方法、海量信息處理加速引擎設計與實現;基于異構計算架構的深度學習方法研究;領域定制的大數據處理機軟硬件系統設計與實現;
[3]專用及通用可重構處理器(Reconfigurable Arithmetic Processor)設計。包括:高性能可變精度浮點運算單元設計(Multi-Precision FPU),同構及異構可重構運算單元陣列及互聯設計,片上網絡(NoC)高速互聯設計等。
[4]數字多媒體處理芯片的設計。如:應用于數字高清晰度電視(HDTV)的視頻后處理芯片、其中關鍵技術包括了基于運動補償的去隔行消鋸齒電路設計、基于SDRAM/DDR的高速視頻存儲器接口設計、超大比例視頻縮放引擎(Scaler)設計和視頻圖像畫質改善電路的設計。面向視覺計算的高性能處理芯片設計等。
[5]高性能算術運算單元(ALU)設計。如:應用于衛星導航(GPS)芯片、智能天線系統(MIMO)中的復數乘法(Complex multiplier)、除法(Complex divider)以及開方(Complex square-root)運算單元的設計,其中關鍵技術包括了低延時數據通路的高基底(Very-high radix)迭代算法的電路設計;精簡資源的種子查找表(ROM)設計;高速、高數據吞吐率流水(Pipelining)規劃,基于冗余編碼技術的迭代算法的硬件電路設計與實現。
[6]應用于通用圖形處理器(GPGPU)中的各種初等數學函數生成器(Function Generator),包括倒數(Reciprocal),開方(Square-root),三角函數(Trigonometric),指數(Exponential)和對數(Logarithm)等;線性微分方程、吉布斯旋轉變換、CORDIC、粒子濾波的VLSI實現方法與電路設計。
[7]高性能數字信號處理。包括復雜DSP算法的FPGA加速技術;特別是下一代移動通信(LTE)核心技術,如可變長FFT、快速LDPC編碼、大規模MIMO等核心算法的優化、加速和硬件實現。
承擔科研項目情況:
1、北京交通大學:測試基準程序的核心算法及相關應用分析-1,2013-12-15--2015-12-31,25.0萬元,主持。
2、基本科研業務費:面向下一代無線通信的粗粒度可重構計算關鍵技術研究,2014-01-10--2015-12-31,8.0萬元,主持。
3、國家自然科學基金"青年基金":新型復數算術運算單元設計與 VLSI 實現,2012-01-01--2014-12-31,30.0萬元,主持。
4、人才基金:高性能復數算術運算單元設計與VLSI實現,2013-04-30--2015-04-30,1.5萬元,主持。
5、北京市自然科學基金項目:面向下一代5G通信的可重構計算關鍵技術研究,2014-2015, 5萬元,主持。
6、國家863重點項目:嵌入式可重構移動媒體處理器關鍵技術,2014-2018, 2000萬元, 參與。
7、中國博士后科學基金面上項目:“新型復數算術運算單元設計關鍵技術研究”, 2010-2012。
8、教育部重點項目:“基于可重構處理器的彈性云計算關鍵技術研究”,2012-2015。
9、“嵌入式可重構移動媒體處理核心技術”,國家863重點項目,2009-2015。
代表性論文:
1、Dong Wang, Milos. D. Ercegovac and Xiao Yang, "Complex Function Approximation Using Two-Dimensional Interpolation," IEEE Transactions on Computers, 2013.
2、王東,肖揚.Complex Function Approximation Using Two-Dimensional Interpolation[J]。IEEE TRANSACTIONS ON COMPUTERS,2013-05,99(99),1:14
3、 劉雷波,王東.ReSSIM: a mixed-level simulator for dynamic coarse-grained reconfigurable processor[J]。SCIENCE CHINA Information Sciences,2013-06,56(6),1:16
4、王東.A high-throughput fixed-point complex divider for FPGAs[J]。IEICE Electronics Express,2013-02,10(4),1:8
5、Dong Wang, Pengju Ren, and Leibo Liu, “A high-throughput fixed-point complex divider for FPGAs”, IEICE Electronics Letters, 2012.
6、Dong Wang and Milos. D. Ercegovac, “A Radix-16 Combined Complex Division/Square Root Unit with Operand Prescaling,” IEEE Transactions on Computers, 2011.
7、Dong Wang, Milos. D. Ercegovac and Nanning Zheng, “Design of high-throughput fixed-point complex reciprocal/square-root unit,” IEEE Transactions on Circuits and Systems II, 2010.
8、Leibo Liu, Wen Jia, Shouyi Yin, Dong Wang, Guanyi Sun, Eugene Tang and Shaojun Wei, “ReSSIM: A Mixed-level Simulator for Dynamic Coarse-grained Reconfigurable Processor”, Science in China-Information Sciences, 2013. (Corresponding Author)
9、王東,鄭南寧,Milos. D. Ercegovac,“Radix-8復數除法器的設計與實現”,西安交通大學學報,第10期,2009.
10、葛晨陽,王 東,孫宏斌 等,“一種可重構的數字視頻處理SoC芯片驗證平臺”,微電子學與計算機,第2期,2009.
11、Dong Wang, Milo. D. Ercegovac and Nanning Zheng, “A Radix-8 Complex Divider for FPGA Implementations,” IEEE International Conference on Field Programmable Logic and Applications (FPL’09), 2009. (EI: 20094812508154)
12、Dong Wang and Milo. D. Ercegovac, “A Design of Complex Square Root for FPGA Implementation,” Proc. SPIE on Advanced Signal Processing Algorithms, Architectures, and Implementations XII, 2009. (EI: 20094512420343)
13、Dong Wang, Milo. D. Ercegovac and Nanning Zheng, “Design and Analysis of High Radix Complex Dividers,” International Conference on Computer Engineering and Technology (ICCET 2010), 2010. (EI: 20104313316672)
14、Dong Wang, Nanning Zheng, Pengju Ren and Kaifang Lu, “A New Ringing Detection Based Adaptive Video Scaler with Parallel Memory Architecture,” IEEE Conference on Industrial Electronics and Applications, June. 2008. (EI: 20083911591446)
15、Hongbin Sun, Nanning Zheng, Chenyang Ge, Dong Wang and Pengju Ren, “An Efficient Motion Adaptive De-interlacing and Its VLSI Architecture Design,” IEEE International Symposium on VLSI (ISVLSI), April.2008. (EI: 20083911581965)
16、Bohan Yang, Dong Wang, Leibo Liu, “Complex Division and Square-Root Using CORDIC,” International Conference on Consumer Electronics, Communications and Networks, 2012. (EI: 20122415104380)
17、Yu Ren, Dong Wang, Leibo Liu, et al. “Power Efficient Design and Implementation of a Novel Constant Correction Truncated Multiplier,” Asia-Pacific Signal and Information Processing Association Annual Summit and Conference, 2011. (EI: 20124015499600)
18、Chenyang Ge, Nanning Zheng, Dong Wang, et al. “Design and Implement of Flat Panel TV Digital Video Post-process Chip,” International Symposium on Artificial Intelligence and Affective Computing, 2008.
會議論文:
1、蘭朋朋,肖揚,王東.Unsymmetrical Spatial Coding Algorithms for Overlay Cognitive Radio Network。The IET 5th International Conference on Wireless Mobile and Multimedia Networks (ICWMMN2013) ,中國北京,41:41,2013-11
2、喬艷茹,王東,肖揚.Spatial Coding for MIMO Cognitive Radio Networks。The IET 5th International Conference on Wireless Mobile and Multimedia Networks (ICWMMN2013) ,北京,59:59,2013-11
3、周志超,肖揚,王東.MAC Frame Control on Wireless LAN to Guarantee QoS of High Priority Traffics。The IET 5th International Conference on Wireless Mobile and Multimedia Networks (ICWMMN2013) ,北京,84:84,2013-11
4、安永麗,肖揚,王東.Distributed Interference Alignment in High-speed Railway Wireless Access System。The IET 5th International Conference on Wireless Mobile and Multimedia Networks (ICWMMN2013) ,北京,46:46,2013-11
5、肖揚,王東.Spread Spectrum LDPC for Cognitive Systems Working in TV Frequency Band。IETInternational Conference on Wireless, Mobile and Multimedia Networks,中國,北京,1:1,2013-11
6、肖揚,王東.Secure MIMO Cognitive Networks Based on Spatial LDPC Codes。Proceeding of IETInternational Conference on Wireless, Mobile and Multimedia Networks,中國,北京,1:1,2013-11
7、蘭朋朋,王東.Unsymmetrical Spatial Coding Algorithms for Overlay Cognitive Radio Network。IETInternational Conference on Wireless, Mobile and Multimedia Networks,中國,北京,1:1,2013-11
8、肖揚,寇金鋒,王東.Secure MIMO Cognitive Networks Based on Spatial LDPC Codes。The IET 5th International Conference on Wireless Mobile and Multimedia Networks (ICWMMN2013) ,北京,65:65,2013-11
9、劉雷波,王東.An energy-efficient coarse-grained dynamically reconfigurable fabric for multiple-standard video decoding applications 。2013 IEEE Custom Integrated Circuits Conference (CICC),San Jose, CA, USA,1:1,2013-09
10、喬艷茹,王東.Spatial Coding for MIMO Cognitive Radio Networks。IETInternational Conference on Wireless, Mobile and Multimedia Networks,中國,北京,1:1,2013-11
11、劉雷波,王東.Implementation of multi-standard video decoding algorithms on a coarse-grained reconfigurable multimedia processor。2013 IEEE International Symposium on Circuits and Systems,北京,897:897,2013-05
榮譽獎勵:
1、2007 國家科技發明二等獎。
2、2015 微軟亞洲研究院鑄星計劃青年訪問科學家 Microsoft Research Asia StarTrack Program。
王東:5G時代中國要做領跑者
當下,移動通信已經深刻地改變了人們的生活, 特別是第四代移動通信技術,徹底改變了人們的數字移動生活。但人們對于更高性能移動通信的追求從未停止,隨著智能終端的普及和移動互聯網業務的發展,讓人們對于5G充滿了期待和渴望。
5G時代,“速度”是個關鍵詞
在北京交通大學9號教學樓一間稍顯簡陋的辦公室里,我們見到了王東。他正和他的團隊忙得熱火朝天,在他的日程表上,科研、教學、團隊會議、各種研討會和交流……占據了他的時間。“我們正在和時間賽跑!”王東說這話時一臉疲憊卻又充滿難以掩飾的興奮,“對于即將到來的5G時代,‘速度’可是個關鍵詞!”
所謂5G,官方名稱為移動通信系統IMT-2020,是指面向2020年移動通信發展的新一代移動通信系統,具有超高的頻譜利用率和超低的功耗,在傳輸速率和資源利用率等方面應比4G系統提高10倍,其無線覆蓋性能和用戶體驗也將得到顯著的提高。
王東向記者介紹,5G不僅是下一代移動通信網絡的基礎設施,而且還是未來數字世界的驅動力,是當前技術的持續演進和革命性技術的創新。面對全球5G發展的浪潮,我國在國家層面也及時啟動了5G研發項目以及進一步擴大與全球的交流合作的新舉措,“5G推進組”的成立以及國家“863計劃”——“第五代移動通信系統研究開發一期”重大項目的啟動都表明,國家正全力致力于推動我國第五代移動通信技術的研究和產業化,并且戰略已經開始進入落實和實施階段。王東所在的北京交通大學正是國家“863計劃”5G項目的參與單位之一,而王東的團隊更是奮戰在科研第一線的隊伍。
可重構計算——攻克5G移動通信的核心技術難關
盡管人們對5G需求有了一定的概念,但實際上5G目前尚處于初步的研究階段,業內專家普遍認為,5G需要更高效的技術,需要更高的頻譜效率,更低的功耗,更智能的網絡。這對全球移動通信界來說都是一個巨大的考驗。
王東向記者介紹,學術界已有大量研究對5G關鍵技術進行了分析和預測,大規模MIMO技術是保證5G通信實現最為核心的技術。由于使用了大規模天線陣列進行復雜時空信號處理和傳輸,大規模MIMO通信對硬件系統的計算能力提出了苛刻的要求。從計算角度分析,實現大規模MIMO實時信號處理的關鍵瓶頸在于難以加速算法中普遍存在的各種復雜大型矩陣運算;目前,雖然有一些前沿性研究性工作利用大型FPGA陣列實現了大規模MIMO通信的原型計算系統,但這些系統在成本、功耗方面都遠無法達到實際應用要求。
王東從2008年就開始從事高性能算數運算電路設計方面的研究工作,先后承擔了國家自然科學基金青年基金項目、中國博士后科學基金項目和北京市自然科學基金預探索項目,開展了面向通信基帶數字信號處理應用的高性能復數算數運算單元設計與實現的基礎研究工作。王東和他的研究團隊已經攻克了高性能復數算數運算單元設計問題,探索研究了5G基帶數字信號處理的粗粒度可重構計算方法,初步分析了基帶前后端信號處理計算密集型算法Kernel的復雜度、計算模式、訪存特性等。這些工作讓王東在可重構計算技術領域積累了一定的理論基礎和大量的技術經驗。
目前學術界普遍認為,粗粒度可重構處理器是一種兼具高靈活性、高性能和低功耗特性的處理器硬件架構。鑒于此,王東和他的團隊計劃采用粗粒度可重構計算技術,探索研究可滿足5G大規模MIMO通信計算需求的新型硬件架構和相關核心技術。
王東的研究結合了可重構計算理論和軟件無線電思想,以實現高性能、低功耗的大規模MIMO數字信號處理為目標,提出了一套綜合性的算法計算模型分析模型、實現和硬件架構設計空間探索方法,不僅適用于大規模MIMO信號處理加速,還可以用來實現其它5G通信基帶數字信號處理算法;同時,對可重構計算陣列進行了面向復數和大型矩陣運算的優化,縮減了陣列面積、降低了配置信息復雜度、提升了通信算法的執行效率。該架構還將可重構VLIW處理器和計算陣列緊密耦合在一起,通過共享寄存器和存儲空間的方式降低了不同類型計算任務切換帶來的控制和數據傳輸代價。該創新性工作是在現有技術基礎上結合相關領域的最新思想擴展而來,屬于跟蹤性創新。
從王東的研究計劃表上可以看到,他的研究日程已經安排到了2019年的12月份,一步一個臺階,可謂步步為營。他和他的團隊對此項研究的成功充滿了信心,王東堅信,他所研究的面向5G大規模MIMO信號處理的粗粒度可重構計算核心技術,是立足于前沿研究,探索高性能、高能效的無線通信處理的關鍵技術,具有很強的學術價值和應用意義,特別是對我國無線通信設備、核心芯片制造等優勢產業的未來發展具有深遠的意義。
不畏艱難的“80后”科學工作者
王東是個“80后”科學人,他的團隊成員也多以“80后”為主,擁有年輕人的朝氣和樂觀,同時并沒有沾染上同齡人的浮躁和輕狂。王東不止一次地告誡自己和同事,搞科研最重要的是專注,社會上充滿了各種各樣的誘惑,但是我們既然選擇了科研之路,就注定要放棄一些欲望和享受。
從大學畢業走到今天,王東的科研經歷也并非是一條順暢的直線。在西安交通大學,他師從鄭南寧院士,從研究生開始就一直在做數字媒體相關的專用集成電路及CPU相關的設計。期間公派留學美國加州大學洛杉磯分校,研究方向改為了做計算機的體系結構。這段深造經歷給王東帶來的收獲非常之大,之前在國內的學習偏向于工程性,較少接觸國際前沿的研究方向,而美國之行讓他極大地開闊了眼界,呼吸到了新鮮空氣。在美國這段時間里,他把集成電路和計算機體系結構兩個研究方向有機地融合在一起,為日后可重構計算方法的研究打下了堅實的基礎。
如今,在北京交通大學計算機與信息技術學院任職的王東,又擔任起了物聯網工程專業這個全新學科的教研室主任,身上肩負了更重的擔子。他希望能夠做到科研和產業的相互促進,能夠早日實現“產學研用”的一條龍,能夠用之于國,服務于民。
對于未來的科研道路,王東和他團隊伙伴們的雄心壯志支撐著他們的快馬揚鞭。但同時他們也深深地明白,科研是需要時間積淀的。顯然,年輕的他們有足夠的時間和潛力去完善自己。未來的科技時代精彩紛呈,但也競爭激烈,如果想在這條風雨兼程的路上做一位領跑者,必將要付出更多一分的努力和辛勞。
王東和伙伴們說,已經準備好了。
專家簡介
王東,現任北京交通大學計算機與信息技術學院副教授,物聯網工程專業教研室主任。曾留學美國加州大學洛杉磯分校,后在清華大學微電子學研究所從事博士后研究工作。近年來在高性能算數運算電路設計、可重構處理器設計、MIMO多天線通信系統、嵌入式系統與SoC設計等研究領域,承擔了多項研究課題,累計在國內外學術期刊和會議上發表相關論文40余篇、申請專利10余項。