低开销的片上网络无关容错路由策略

现有容错路由技术大多依赖重路由的解决方案，通过绕行方式避开故障区域，导致故障周围出现流量拥塞；无关路由算法尽管降低了路由开销，但其容错能力有限。针对存在故障节点或故障链路的片上网络，在网络资源受限的情况下，提出了一种不需要提前构建绕行路径的无虚通道低开销无关容错路由策略(OFTR)。当检测到当前节点与目标节点对之间无故障时，采用FTOE-APA规则路由数据包，实现了路径选择的多样性；当检测到节点或链路故障时，根据源节点、当前节点以及目的节点的相对位置关系动态修改输出端口的优先级，使数据包可以通过最短路径转发，最大限度地减少重路由。OFTR路由策略通过改进的奇偶转向规则和动态改变输出端口的优先级既避免了网络死锁，又降低了数据包进入故障周围的概率。仿真结果表明：OFTR路由策略降低了网络平均延迟，节约了网络开销，与其它确定性容错路由算法相比，饱和吞吐率平均提高了8%以上。     

一种基于2D-mesh的片上网络无死锁容错路由算法

为解决片上网络中的永久性故障问题,提出一种基于2D-mesh拓扑结构的无死锁容错路由算法.定义了新的故障块生成规则,减小了故障节点的区域和受影响的健康节点数目,设计了一种故障节点探测和绕道路径生成算法,通过递归式消息传递实现了故障块区域的建立和绕道路径列表的生成.在绕道容错路由算法中,采用部分路由表与路由规则相结合的方法,通过在报头中加入绕道路径列表的方式引导报文绕过故障区域.结果表明,与现有算法相比,所提出的容错路由算法在随机均衡负载和热点负载2种情况下的延时都有所降低.     

片上网络任务映射算法的可靠性优化

为了满足当前特定应用领域对片上网络可靠性的要求,在贪心启发式映射算法的基础上,通过加入基于容错机制可靠的通信开销函数约束,实现了一种具有可靠性的片上网络任务映射算法RaNMAP.结果表明,该映射算法可以有效提高片上网络系统的可靠性,有利于从更高的抽象层次对片上网络的容错设计进行指导和评估.     

扩展二维网格片上互连性能分析

为了解决Mesh网格在某些情况下不能满足片上网络互连需要的问题,将Mesh网格扩展到三角形和六边形网格,在分析不同结构静态特性并揭示不同结构的内在联系的基础上,基于全局均匀随机通信模型,通过改变网络规模和变换通信强度,分析了不同结构网络的动态特性,最后用链接数表示通信成本,使用该文提出的网络单位成本延迟负载能力这一技术指标,对不同互连结构的综合性能进行了对比,并指出了它们分别适用的场合。实验结果表明,在大规模超大规模片上多处理器中直接单独使用任何形式的二维网格互连均不能取得很好的性能。     

基于胖树的启发式P2P资源搜索算法研究

针对非结构化的P2P资源搜索应用需求,提出了基于胖树的启发式P2P资源搜索算法.通过构建基于胖树的P2P资源网络结构,高效率地对P2P上的各种资源进行管理.采用基于启发式的搜索策略利用每次资源搜索的反馈结果,对搜索路径进行调整.测试表明,P2P资源搜索算法相对于传统的Chord算法在搜索跳数减少约60％,对网络资源搜索平均延时缩短50％.     

片上网络虚拟通道技术研究

TDMVC是一种面向连接的通信服务,其中两个或多个连接轮流分享使用专用时间间隙的缓冲器和链路带宽。本文提出了一种基于逻辑网络（LN）时隙分配方法的多状态虚拟电路（VC）设置。该方法能够根据网络中实时传输情况配置数据的传输通道,使得片上网络（NoC）的数据传输能够更有效率,系统资源利用率更高。     

一种新的片上网络拥塞感知容错路由算法

提出一个有效的路由通道选择机制,实现了基于片上网络(networks on chips,NoC)的拥塞感知的自适应容错路由算法(congestion-aware adaptive fault-tolerant routing algorithm,CAFR).该算法基于Up*/Down*路由算法得出源节点到目的节点每条路径的转向概率,再根据每条链路的两端路由器剩余内存时隙得出一个加权链路,最后由每条路径权重值和其路径的转向概率计算出源地址到目的地址各条路径的总权重值.实验结果表明,在无故障条件下,该算法的平均延迟和平均吞吐率都能维持较好水平.在故障条件下,该算法相对其他算法在吞吐量衰减方面有很大改善,尤其在故障率达到20%时,该算法吞吐量只有44.32%的衰减,而其他有容错性能的算法衰减达到48%~70%.     

基于动态注入率的片上网络拥塞避免方法

片上网络的拥塞现象极大地限制了路由器的有效性能,拥塞问题将直接影响到整个处理器芯片的性能.本文首先分析了片上网络中虚通道路由器通信流量的特性．提出设定不同的阈值将网络拥塞状态进行划分,将拥塞避免问题划分为拥塞预防和拥塞解除两个阶段．提出使用一种动态注入率策略,根据实时检测网络的拥塞状态,动态调整网络报文的注入率,将网络中的通信流量控制在一个合理水平内,减轻网络的负载压力,避免NoC完全陷入拥塞而出现瘫痪状态．仿真模拟结果表明,拥塞预防时NoC性能约在“最大负载点”,拥塞解除时性能约在“膝点”,注入率可以达到0.05,在避免拥塞的同时有效兼顾了网络性能.     

一种新型片上网络及其受限组播路由算法设计

从降低节点度、减少网络链路数和缩短网络直径的角度出发,提出一种用于片上核间互连的新型互连网络——基三分层互连网络（THIN）,该网络具有明显的层次性、对称性和可扩展性．深入研究了THIN的静态特性,并与2-D Mesh和Hypercube进行对比,结果表明：在网络规模不大时,THIN更适于用来构建片上核间的通信网络．THIN中节点采用一种支持分组的编码方案,基于该方案,设计了一种基于树的受限组播路由算法（TRMA）,该算法设计简单、路由效率高并易于硬件实现．仿真结果表明：TRMA比基于单播的多播路由算法具有更小的网络延迟和更少的网络流量．     

Computationally efficient locality-aware interconnection topology for multi-processor system-on-chip (MP-SoC)

This paper evaluates the Triplet Based Architecture, TriBA – a new idea in chip multiprocessor architectures and a class of Direct Interconnection Network (DIN). TriBA consists of a 2D grid of small, programmable processing units, each physically connected to its three neighbors so that advantageous features of group locality can be fully and efficiently utilized. Any communication model can be well characterized by locality properties and, any topology has its intrinsic, structural, locality characteristics. We propose a new criterion in performance evaluation that is based on the concept of locality in an interconnection network, the “lower layer complete connect”. Our proposed criterion depicts how completely a processing node is connected to all its neighbors. TriBA is compared with 2D Mesh and Binary Tree as static interconnection network. The comparison / evaluation is enumerated from three orthogonal view points, viz., computational speed, physical layout and cost. Our analysis concludes that TriBA is computationally efficient interconnection strategy that exploits group locality in processing nodes.     

An Improved Interconnection Network Based on NIN

The Novel Interconnection Network (NIN) based on inverted-graph topology and crossbar switch is a kind of lower latency and higher throughput interconnection network. But it has a vital disadvantage, high hardware complexity. In order to reduce system hardware cost, an improved NIN (ININ) structure is proposed. As same as NIN,ININ has constant network diameter. Besides of keeping advantages of NIN, hardware cost of ININ is lower than NIN.Furthermore, we design a new deadlock-free routing algorithm for the imDroved NIN.     

局部扭曲立方体单播容错路由算法

局部扭曲立方体是一种新型的网络拓扑结构．基于此网络拓扑结构,利用安全级概念以及此种网络拓扑结构自身特有的性质设计了一种单播容错路由算法．通过模拟仿真实验对该算法进行了性能评价与分析．当故障节点的数目达到或超过一半时,仍能保持在一个相当高的容错路由成功率上．另外,该算法所选线路在多数情况下是最短距离．     

带有局部总线互连网的性能分析

该文利用两级裁决器，详细地推导了一个新的带有局部总线多处理机系统有效带宽的性能模型，该模型基于被拒绝的访存请求在下一个周期被重新提交，获得的模型值与已有的仿真值进行比较，结果表明，两者吻合得很好。     

光学全混洗网络可行性研究

基于矩阵光学及完全混洗网络互连函数的矩阵描述 ,从理论上证明了用一个光学系统仍能实现PS网络 ;给出了该光学系统的传输矩阵及其与 1 DPS和 2 DPS互连矩阵的关系 ;比较了相应的光学系统 ,并进行了摸拟计算     

面向传输延时的片上网络缓冲区分配算法

针对优化片上网络数据包传输延时的问题,提出了一种在缓冲资源限制条件下的缓冲区分配算法.该算法在建立二维网格结构的片上网络通信模型的基础上,依据各节点之间的通信流量,估算出节点中各输入通道的负载大小,再根据其负载情况采用模拟退火算法实现缓冲区资源的分配.实验结果表明,该算法可以更加合理地分配缓冲区资源,有效降低数据的传输...     

Mesh互连网络光互连板结构设计

介绍了一种依据Mesh光互连网络拓扑原理设计制作的新型Mesh光互连板结构，提出了采用自己空间光互连和光纤互连相结合的互连方式，利用自由空间和光纤对光信号进行传输，对光路转换模块和单元模块以及该互连板的总体结构进行了分析和设计，对实验过程进行简要设计和分析，并对试验结果作了分析，指出了影响实验结果的因素，提出在以后的设计中采用自由空间光互连和波导互连的方式以提高集成度，减小误差。     

系统聚类树算法在网络拓扑判定中的研究

网络拓扑结构的判定是网络层析成像技术在大规模网络中应用的关键问题.主要讨论通过对网络上的主机进行单播的测量来获得网络的逻辑拓扑,提出运用系统聚类分析法进行拓扑判定的新方案.首先介绍了基于延时的“三明治”网络测量方案及相关网络拓扑判定方案,在此基础上提出更为高效准确的运用统计聚类模型进行拓扑判定的系统聚类树算法,最后通过实验将该算法与合并似然树算法进行了比较与分析.     

基于三维Mesh片上网络的双链路互连架构

片上网络(network on chip,NoC)作为一种全新的片上互连通信架构,面积受限,却具有丰富的线资源。而且,三维片上网络的层间互连线很短,同时提供了在第三维度上的互连扩展性。根据这些特性,该文提出了一种基于三维Mesh片上网络的双链路互连架构。在垂直方向上,该架构采用双链路互连,使其通信带宽加倍;而且,跨层连接的垂直链路降低了消息传输的路由跳数。这些都带来网络平均延时的降低和最大吞吐量的提高,却仅仅增加一些控制逻辑电路。仿真结果验证了理论分析。与传统的单链路架构相比,该架构以较小的面积开销换取了较大的性能提高。     

Application of the concepts of neural network and tree structure in rare earth separations

The concepts of neural network and tree structure are introduced to rare earth separations. The recursive relations and analytical expression for calculating the possible flow sheets and processes are derived in multicomponent systems based on dichotomy. As an example, the application of the concepts is elucidated in detail in a separation of light rare earths containing La, Ce, Pr and Nd in the HEH(EHP)-HCl system. The results show that this method is beneficial to summarizing and classifying the flow sheets and processes in rare earth separations, and is essential to the optimization of separation flow sheets. It can also be applied to the separation into group situations and other similar cases, too.