基于FPGA的2D-Torus片上网络无死锁路由算法

片上网络的拓扑结构和路由算法直接影响片上网络的传输延迟和传输效率.基于2D-Torus拓扑结构,提出了一种新的片上网络无死锁路由算法.通过改变数据包在片上网络路由过程中受限制转弯的位置,保证片上网络的自适应路由条件,从而有效降低片上网络的延迟.在FPGA硬件平台上,设计并实现了基于该路由算法的2D-Torus片上网络,并对其进行测试.实验结果表明,基于该路由算法的片上网络,可以满足片上网络多方向数据通信及多路数据并行通信等性能要求.     

基于WMN的空间接入网络骨干拓扑构造技术

针对空间接入网络在网络拓扑动态变化、传输延迟大等情况下的快速路由问题,提出了基于拓扑构造技术的快速路由方法;空间接入网络通过多跳无线中继接入空间核心网络,根据空间接入点运动可预测的特点,提出基于无线网状网（WMN：Wireless Mesh Networks ）的空间接入网络结构;通过空间接入网络WMN的结构分析,设计了移动骨干拓扑构造算法。该算法只对骨干节点进行泛洪传播,从而减少了控制和路由数据包的数量,能快速构造路由信息,提高了路由建立的效率。     

异步2D-Torus片上网络自适应路由算法

采用异步电路设计方法学,针对确定性路由算法在异步片上网络实现中遇到的容易阻塞和路由资源浪费等问题,提出了一种适用于2D-Torus拓扑结构的异步片上网络自适应路由算法,并搭建测试平台,对基于该算法的异步片上网络的功能和性能进行分析、验证与测试.结果表明,该算法可以满足路由自适应的要求,有效减小片上网络的路由延迟.基于该算法的异步片上网络可以满足多方向数据通信、多路数据并行通信和数据请求平等仲裁等性能要求,并且可以实现对从节点IP核的访问调用.     

虚通道数和时钟比率对片上网络的影响

为了优化片上网络的性能和实现面积,基于环状和蜘蛛网状的拓扑结构和片上网络局部化自相似数据源,分析了虚通道数目和时钟比率对片上网络延迟和吞吐量性能的影响;并在可编程器件EP2S180F1508C5上实现了支持全局异步局部同步结构和虫孔交换的路由节点,分析了虚通道数目对路由节点面积的影响。仿真结果表明:在片上网络局部化自相似数据源下,为了使片上网络达到较高的吞吐量和较低的传输延迟并占用较少的硅片面积,路由节点必须设置3个虚通道和至少2¨1的时钟比率。     

虚通道数和时钟比率对片上网络的影响

为了优化片上网络的性能和实现面积,基于环状和蜘蛛网状的拓扑结构和片上网络局部化自相似数据源,分析了虚通道数目和时钟比率对片上网络延迟和吞吐量性能的影响;并在可编程器件EP2S180F1508C5上实现了支持全局异步局部同步结构和虫孔交换的路由节点,分析了虚通道数目对路由节点面积的影响。仿真结果表明:在片上网络局部化自相似数据源下,为了使片上网络达到较高的吞吐量和较低的传输延迟并占用较少的硅片面积,路由节点必须设置3个虚通道和至少2¨1的时钟比率。     

基于虚拟化片上网络的二级优先维序路由算法

为了满足片上网络虚拟化过程中产生的不规则拓扑子网内部的通信需要,提出了一种二级优先维序路由算法.该算法通过2 b的配置信息,决定在不同拓扑结构中每个路由器的两个优先路由方向,使其能快速有效地在以下两类拓扑中路由:3个Mesh以任意方式连接成的拓扑结构,或者是任何满足最小路径原则的拓扑结构.该文分析了该算法的路由连通性和...     

一种低延迟的无虚通道No C容错路由算法

随着特征尺寸的减小,片上网络发生故障的概率显著增加.为了提高片上网络的容错能力,降低网络延迟,提出一种低延迟的无虚通道容错路由算法.该算法在转向模型的基础上,采用旁路结构,保持故障节点在固定方向上的连接,能够有效降低数据包延迟同时应对故障节点任意数量、任意分布的情况. 8×8的2D Mesh NoC的仿真结果表明,相比于参考的两种算法,本算法在单故障且通信负载为30%时,平均延迟分别降低4.35%和20.20%,且在多故障情况下同样具有较好的性能.     

一种自适应物种寻优的无线Mesh网络QoS路由算法

针对无线Mesh网络带宽、负载能量不均等情况引起的网络延迟,以及路由算法运算速度较慢等问题,提出了一种自适应物种寻优的无线Mesh网络QoS路由算法。该算法利用路径评价函数进行最佳节点路径的搜索并通过蚁群信息素更新规则来平衡网络负载,避免数据拥堵和传输延时,并结合量子行为粒子群优化算法的物种形成策略,提出一种领域最好位置的自适应搜寻方式,降低了网络延迟并提高了算法收敛速度。仿真实验表明,从网络延迟和算法收敛速度来看,该算法相比改进的蚁群QoS路由算法和基于遗传算法的QoS路由算法具有更良好的效果。     

二维DMesh网络中基于转弯模型的无死锁路由算法研究

路由算法对整个互连网络的性能有着至关重要的影响。二维DMesh网络有效地结合了Mesh网络以及高阶路由器的优势,降低了网络的拓扑直径和平均跳步数,为消息传输提供了更多的可选择路径。针对DMesh网络,设计了一种基于转弯模型的适应性无死锁路由算法,该算法为消息传输提供了更多的灵活性。当网络中负载率较高时,能够指导消息避开拥塞区域和热点路由器,降低等待时间,最终指导消息以更快的速度到达目的节点。对新提出的路由算法进行了路径多样性方面的分析,并对算法的无死锁性进行了严格的证明。仿真实验结果表明,与DMesh网络中传统的DXY路由算法相比,这种新的适应性路由算法有效地降低了平均延迟,增加了消息传输的灵活性,最终提高了整个网络的通信性能。     

网环步进码片上网络自适应路由算法设计

针对片上系统使用过多虚拟通道带来大量的缓存面积及能耗开销问题,提出了一种网环步进码(TSC)片上网络自适应路由算法.将网环网络中2个虚拟通道划分为按编码"O"或"1"数量递减或者递增的2个子网络,按TSC编码为网环拓扑结构中的网络节点进行编码,每个节点与相邻节点有且仅有一位不同,由此可以减小网络开销,避免片上死锁.实验结果表明:在均匀传输模式下,算法可为94%的数据包提供自适应路由选择,并在不增加虚拟通道数量的前提下,提高路由算法在网络负载增大时的适应能力.     

片上网络路由算法的性能研究

在Turn Model模型的基础上,分析基于2DMesh结构的路由算法的性能.通过片上网络（NoC）模拟仿真实验平台NIRGAM,仿真路由算法在片上网络的延时性能.通过对路由算法影响功耗的综合分析,提出XY-YX路由算法是延时和低功耗性能表现都良好的NoC路由算法.     

可靠性感知的片上网络链路管理策略

在保证片上网络通信性能和可靠性的条件下,根据应用的通信可预测特性和容错需求,提出了可靠性感知的片上网络链路关闭策略,设计了对应的路由算法.同时,以典型的多媒体应用VOPD为例,与无链路管理配置的Mesh结构加以对比,以验证面向应用可靠性感知的片上网络链路管理策略的有效性和可行性.结果表明,所提出的可靠性感知的片上网络链路管理策略不仅可以充分发挥部分定制的优势,而且可以关闭选择的链路和对应的端口时钟,从而节省了片上网络的功耗开销,并获得30%的综合指标收益.     

基于多目标的管道物联网无线路由算法

在恶劣的环境下传感器节点能量限制一直是制约油气管道物联网性能的关键因素.网络端对端延时决定了油气管道物联网对于管道安全事故的反应时间.为此,针对油气管道物联网能量限制和端对端延时问题提出基于多目标优化的管道物联网无线路由算法,通过将节点剩余能量以及节点到汇聚节点之间的距离作为机会路由中选择候选转发节点的指标,实现了物联...     

定向天线无线网络中的路由与信道分配方法

拓扑控制是采用定向天线的无线网络中的关键问题,定向天线无线网络中的拓扑控制、路由和信道分配是NP难问题。为了解决这个问题,提出了一个称为Ant-TRACE的高效蚂蚁算法。给定一个无线网络的信号可达图,Ant-TRACE可找到一个平衡的度约束最小生成树,有效地解决了拓扑和路由问题,基于已有的拓扑可有效地选择信道分配策略以最小化相邻链路干扰。基于NS3的仿真结果显示,Ant-TRACE在丢包率、时延和吞吐量上表现良好。     

卫星网络中基于蚁群优化的概率路由算法

为了提高空间信息传输的有效性和可靠性,针对传统蚁群优化(ant colony optimization,ACO)容易造成最优路径负载过重而发生拥塞的问题,提出了一种基于蚁群优化的概率路由算法(ant colony optimization based proba-bilistic routing algorithm,ACO-PRA).根据卫星网络拓扑动态周期时变的固有特点,将拓扑周期均匀分为若干个时间片,形成基于不同时间片的卫星网络拓扑连通图;根据网络拓扑连通图,将星间链路带宽和链路容量引入到目标函数中,建立时延最小的优化模型;根据蚁群算法的节点概率函数选择下一跳节点,进而找到一条能同时满足时延带宽和链路容量要求的最佳信号传输路径.仿真结果表明,提出的基于蚁群优化的概率路由算法不仅能够降低平均端到端时延和丢包率,而且能够有效地提高网络吞吐量、平衡网络负载.     

最短路径扩散机制下实时可靠性网络路由选择方法研究

针对网络通信实时性、可靠性的要求,提出一种最短路径扩散机制下实时可靠性网络路由选择方法,依据链路质量对加入网络的节点构建逻辑路径,形成树状结构。将某节点与其它节点之间的可用物理链路看作辅助路径,得到Mesh形网络拓扑结构。分析了最短路径扩散机制,利用最短路径扩散机制对网络中全部节点构建最短路径信息。介绍了网络交通流和交通引力场模型,考虑节点对交通流的引力作用,将传输路径看作影响引力的指标,通过交通引力场实现网络路由选择。实验结果表明,所提方法在保证网络实时可靠性的同时,可减少能耗,降低数据丢包率,提高网络吞吐量。