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.     

三维片上网络(3D NoC)热感知路由算法研究

近年来,堆叠结构的三维片上网络(3D NoC)逐渐兴起,然而,其高集成度导致了大的功率密度和高的系统温度,也可能会导致系统中出现局部过热节点。3D NoC散热不平衡影响着芯片性能和可靠性。提出将改进后的A~*算法用于3D NoC热感知路由,能够保证跨过节流节点找到一条相对最短且最冷路径。显然,该算法在解决系统热问题上有显著的优势。     

基于3D NoC架构上的自适应路由算法设计与仿真

提出了一种3D Mesh结构上的自适应路由算法,一方面避免了维序算法先沿某个方向走完再转向的缺点,实现数据包从多个方向分流,避免在后续节点拥堵;另一方面基于贪心算法思想,选出跳数最小的数据包和需求程度最低的输出端口,做到局部最优.仿真结果显示,在均匀流量模式下,相对于DOR算法,本算法吞吐量更高,平均端到端时延更低.     

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%.     

基于运动状态感知的容迟网络路由算法

根据车载自组织网络的特点,提出了一种对喷射等待路由进行优化设计得到的容迟网络路由算法:运动感知的喷射搜索（motion-aware spray and seek,MASS）路由,对其优化和改进的原理以及算法的实现步骤进行了阐释.对MASS以及多种经典DTN路由算法在ONE平台上进行模拟仿真,通过参数绘图对比分析多种路由算法的性能及其差异,得到VANET环境下各个路由算法的性能对比结果,进而证明了本文所提出的MASS算法在DTN网络环境中的有效性以及可靠性.      

一种新型片上网络拓扑结构及其自适应路由算法

由于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,提出了一种新的片上网络拓扑结构——半环形网格结构(H-annular Mesh).它以2D-Mesh拓扑结构为基础,由顶角节点向中心节点引入连线构成半环形的网格结构,充分结合了2D-Torus拓扑结构的优点.并针对H-annular Mesh拓扑结构,提出了HAA-XY自适应路由算法.仿真结果表明,基于H-annular Mesh拓扑结构和HAAXY路由算法的片上网络,能够有效地减少网络传输延迟,并可实现多方向及多节点的数据并行通信.     

最短路径自适应路由的路径条数及可缓冲的数据包数目

在采用最短路径自适应路由方案的片上网络中,从源节点到目的节点具有多条可能的路径,采用最短路径有助于提高片上网络的效率。片上网络每一级路由器都能缓冲一定量的数据包,从源节点到目的节点的距离越远、路径数目越多,可缓冲的数据包数目越多。处理单元(Processing Element, PE)间数据传输需要的流量控制数据包越少,数据传输的效率越高。本文提出从源节点到目的节点可缓冲数据包数目的两种计算方法,并通过计算机搜索和仿真进行了验证。研究结果有助于提升对采用最短路径自适应路由的片上网络的行为的认识,从而设计更好的PE间数据传输方案。     

基于数据重传的电压岛NoC能量优化

在支持电压岛的片上网络体系结构中,考虑供应电压对数据重传的影响,提出了一种新的能耗模型,并提出了基于电压岛划分、IP核映射和路由算法设计的架构方法.该方法针对电压岛划分、IP核映射和路由算法设计等问题,不仅考虑了IP核的计算能耗,还考虑了IP核之间数据在重传下的数据通信能耗问题.实验结果表明,在考虑数据重传的情况下,该设计方法能有效地降低系统能耗.     

无线传感器网络自适应拥塞控制的路由算法分析

无线传感器网络中节点的覆盖范围有限,因而采用多跳路由传输方式.无线自组网中的多跳路由是由普通节点协作完成的,选择不同的转发节点,会对网络的信息传输产生不同的影响.对不同路由(洪泛路由、最短路径等)算法下的网络自适应拥塞控制进行了分析,研究了不同路由算法下的网络性能和拥塞控制效果.根据节点跳数与缓存占用的关系,提出一种基于节点跳数和缓存占用的性能函数的改进最短路径算法,算法选取使性能函数值最小的节点作为转发节点.最后,通过实验比较了最短路径算法与改进路由算法的网络性能,发现改进路由算法相比最短路径算法,具有较好的网络性能和服务质量.     

基于片上网络资源节点的通信协议研究

为了克服总线架构的SoC设计方法不能有效解决片内多处理器系统的通信问题,应用NoC(片上网络)将计算机网络技术移植到芯片设计中,提出了一种适宜于片上网络资源节点通信的单向总线架构。借鉴以太网数据帧格式定义了数据传输协议,利用软核处理器MicroBlazer作为主资源节点,Flash控制器和RS232串口控制器作为从资源节点,在Xilinx FPGA开发板上验证了单向总线架构的可行性。该总线易于扩展资源节点,可实现主资源节点对两个及两个以上从资源节点的同时访问。实验证明,本设计单向总线结构简单,资源节点易于扩展,提高数据传输速率,增强系统性能。     

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...     

Fault-tolerant routing algorithm for network-on-chip based on dynamic XY routing

In order to ensure the reliability of network-on-chip (NoC) under faulty circumstance, a dynamic fault tolerant routing algorithm is proposed. This algorithm can implement detour routing when there are both static and dynamic permanent faults in the network. That means the packet is able to move around the faults to the destination with a non-minimum path. In addition, the multi-level congestion control mechanism gives the algorithm the ability to distribute the load over the whole network and to avoid hotspots around the faults. Simulation results demonstrate the advantage of the proposed routing algorithm in terms of average packet latency and packet loss rate compared with negative-first routing algorithm and DyAD routing algorithm in the presence of permanent faults. For the proposed algorithm, it can get much less average packet latency and lead to less than 20% packet loss rate. Biography: LI Xiaohui (1982–), male, Ph.D. candidate, research direction: SoC design Methodology, NoC design.     

Mapping of Irregular IP onto NoC Architecture with Optimal Energy Consumption

Network on chip (NoC) architectures have been proposed to resolve complex on-chip communication problems. An NoC-based mapping algorithm is shown in this paper. It can map irregular intellectual properties (IPs) cores onto regular tile 2-D mesh NoC architectures. The basic idea is to decompose a large IP into several dummy IPs or integrate several small IPs into one dummy IP, such that each dummy IP can fit into a single tile. It can also allocate buffer space according to the input/output degree and avoid connection congestion by adapting communication density. Experimental data indicate that using the algorithm proposed in this paper, the communication energy can be reduced about 7%.     

基于定向Ford-Fulkerson算法的NoC路径分配

文章通过对NoC网络通讯的分析,以及对现有最短路径算法的研究,提出了一种定向Ford-Fulker-son算法,实现了NoC路径分配;在完成处理单元映射后,根据NoC网络的通讯状况,按照通讯任务的时间顺序分配传输路径,使得任意处理单元间的通讯时间最短,且整个系统的执行时间最优。     

基于改进自适应神经模糊推理模型的 回流焊参数设定方法

复杂制造过程中,系统参数往往呈现动态、非线性特征,以回流焊过程为例,针对现有参数设定方法效率和精度不足的问题,提出了一种基于改进自适应神经模糊推理模型的在线参数设定方法.引入了神经网络预测器来增强模糊神经网络的自适应能力和非线性逼近能力,通过最近邻聚类算法对模糊规则的参数和结构进行调整和在线更新,以提高模糊推理的精度,增强系统的容错性和鲁棒性.以回流焊过程参数设定过程为背景,建立仿真实验.结果表明,所提出方法可有效实现非线性输入输出系统参数的快速及准确的设定.     

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.     

基于QPSO的自适应均衡算法

自适应均衡技术能有效地克服光纤信道的色散和光纤非线性等效应引起的符号间干扰。但传统的自适应均衡算法存在收敛速度慢、稳定性差、均衡效果不理想等缺点,从而使自适应均衡器在高速光纤通信系统中的应用受到限制。提出了一种基于QPSO的自适应均衡算法。仿真实验表明,QPSO具有收敛速度快、计算精度高等优点,将其作为自适应均衡器的控制算法可收到很好的均衡效果,优于传统的控制算法。     

Overlay组播网络上带QoS约束的路由算法

为了保证多媒体应用的服务质量,本文在追求最大组播延迟极小化的同时考虑了网络节点的度约束条件,采用一种统一的方式来处理传输延迟和节点处理延迟,并基于此方法定义了带有QoS约束的Overlay组播路由选择优化模型,进而设计了一个求解该模型的启发式算法.该算法的时间复杂性为O(|V|3),优于许多求解该问题的同类算法,这些算法的时间复杂性多为O(|V|4),V为给定网络的节点集合.仿真结果也表明,本文算法解的质量也更优,即延迟更小.