扩展二维网格片上互连性能分析

为解决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动态特性。用链接数表示通信成本,使用作者独立提出的网络单位成本延迟负载能力这一技术指标。对不同场合下不同互连结构的综合性能进行了对比,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。     

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.     

多核处理器核间互连的新型互连网络

提出了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. 该网络具有明显的层次性和对称性以及良好的扩展性. 与2-D Mesh相比,在网络规模不大时,基三分层互连网络更适用于构建片上核间的通信网络. 仿真结果表明,该网络具有较低的平均通信延迟和较高的平均吞吐率.     

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．     

层次化的片上网络设计方法

半导体技术的发展以及系统芯片应用复杂度的不断增长,使得片上互连结构的吞吐量、功耗、信号完整性、延迟以及时钟同步等问题更加复杂,出现了以片上网络为核心的通信结构。由于系统芯片结构和片上通信的固有特性,从提高通信性能和降低硬件开销的角度进行层次化片上网络的设计对系统芯片的发展具有重要意义。本文提出了层次化的片上网络设计方法,根据实现工艺和应用需求,进行层次划分,产生若干个IP子集(将这个子集称为"簇"),按照簇间的通信需求进行片上网络的设计。实验表明,采用层次化的片上网络设计方法,能够有效提高系统性能,降低硬件实现的开销,同时满足一定的服务质量要求。     

层次化的片上网络设计方法

半导体技术的发展以及系统芯片应用复杂度的不断增长,使得片上互连结构的吞吐量、功耗、信号完整性、延迟以及时钟同步等问题更加复杂,出现了以片上网络为核心的通信结构.由于系统芯片结构和片上通信的固有特性,从提高通信性能和降低硬件开销的角度进行层次化片上网络的设计对系统芯片的发展具有重要意义.本文提出了层次化的片上网络设计方法,根据实现工艺和应用需求,进行层次划分,产生若干个IP子集(将这个子集称为"簇"),按照簇间的通信需求进行片上网络的设计.实验表明,采用层次化的片上网络设计方法,能够有效提高系统性能,降低硬件实现的开销,同时满足一定的服务质量要求.     

一种面向三维微处理器的新型片上网络拓扑

利用三维集成电路中硅通孔具有延迟短、功耗低的特性,针对10层以上硅片堆叠的三维片上网络,设计了一种新的拓扑结构3DE Mesh,并通过实验数据的分析,验证了3DE Mesh的性能和可扩展性.结果表明,3DE Mesh的性能和可扩展性均满足10层以上硅片堆叠的三维集成电路的要求.     

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.     

基三分层互连网络的网络属性和功耗分析

片上网络是一种新型的片上设计模式,被认为是更加理想的多内核互连技术.基三分层互连网络是一种新型的片上互连结构,该网络拓扑结构简单、节点度数低,具有明显的层次性和对称性以及良好的扩展性.针对THIN从网络属性和功耗方面进行了深入的研究,并和其他常见互连网络进行了比较,结果表明:THIN是一种更适合用来构建核间互连的片上网络.     

基于紧致编码的高阶神经网络光计算

提出一种能压缩三阶神经网络的互连张量规模近一半的紧致编码方法。设计两种光电混和系统-非相干多重成象系统和非相干相关系统,并用它实现了三阶互连的二维神经网络,构成图象平方关联存贮器。在光学实现中,借助于一种多重矩阵排列方式,作者用一块二维掩模板表示六维的互连张量,用二维的发光二极管(LED)阵列表示四维的输入张量,实验结果与数值模拟的结果吻合。     

清洁能源部长会议合作机制下区域与全球能源互联网倡议的机遇及挑战

 清洁能源部长会议是目前全球清洁能源领域级别最高的政府间多边国际合作机制,中国作为发起成员国之一,积极参与清洁能源领域内的国际多边合作,并牵头发起成立了区域与全球能源互联网倡议。为深化全面清洁能源开发及区域电网互联等领域的国际合作,结合担任区域与全球能源互联网倡议协调机构角色的经验,分析了电网互联对于促进清洁能源消纳的意义,研究了区域与全球能源互联网倡议在国际多边合作机制下的机遇及挑战,并提出了相关政策建议,为相关国家政府及合作伙伴推动电网互联提供参考和借鉴。     

二维复杂域PEBI网格细化生成算法

本文给出了二维PEBI网格有关概念,对其已有生成方法进行了系统的分析.针对这些方法的不足,提出生成二维PEBI网格的优化检测带细分算法,先根据限定条件设置初始等腰梯形检测带,然后设计算法来细分检测带,以实现PEBI网格的快速生成.文中还进行了算法收敛性分析和时间复杂度分析.最后给出算法实例,验证了该算法的正确性和有效性.与已有PEBI网格生成算法相比,在限定线段间存在较小夹角时,本算法能有效消除这部分畸形网格单元,提高网格单元质量,扩大算法适应性;同时减少限定线段区域外的PEBI网格单元数目,提高算法效率.本算法在油藏数值模拟等领域有很好的应用前景.     

Cartesian积图的边泛圈性

网络中子图的可嵌入性是度量网络优劣的一个重要性能。圈作为网络拓扑中一类重要的子图,其可嵌入性可以通过泛圈性来度量。Cartesian积图是互联网络拓扑结构中一类非常重要的图类。设G是长为k1和k2的圈的Cartesian积图。利用Cartesian积图的顶点和边的传递性,证明了当k1≥3,k2≥3,G是边偶泛圈的;当k1,k2均为奇数时,G是（k1＋k22）-边泛圈的。     

基于非结构网格的斜腔驱动流数值模拟

为了分析大长宽比斜腔驱动流内部的流场结构,编制了基于非结构网格的二维CFD计算程序,主要包括：采用3次样条拟合边界点,使用阵面推进法生成非结构网格;采用Poisson方程解给出的结构化背景网格、Laplacian算子和对角交换技术改善生成网格的质量;利用同位网格上的压力加权插值算法避免压力速度失耦.通过对比等长宽比斜腔定常问题,验证了程序的有效性,发现在使用网格数仅为已有相关文献中的1/6的情况下,其结果与相关文献较吻合.对具有工业背景的长宽比为2的斜腔内流场进行了数值模拟与相应的分析,结果表明,斜腔驱动流中心线速度受雷诺数的影响较大,而受斜腔角度的影响相对较小;随着斜腔长宽比的增加,流场内的旋涡结构形式变化不大,只是中部旋涡的尺度增加.这些结果将有助于指导工业流动设备中类似结构的设计与加工.
     

基于能量方程的柏叶口水库三维流场的模拟研究

采用基于能量方程的条带分析方法,对矩形河槽流速进行了模拟,在对模拟结果进行验证之后,将模型应用在拟建柏叶口水库三维流场研究中.通过适体坐标变换生成水库曲线型计算网格,将生成的曲线型网格细化、分层、分条带,最后用基于能量的方程进行一维、二维和三维的流场计算.整个模拟过程易于编程实现,并可通过设置网格的疏密程度,有效控制流...     

多芯片模块二维互联线分布电感电阻参数提取算法

研究了多芯片模块（ＭＣＭ）中二维互联线的分布电感电阻参数提取算法，在横向电滋波近似下对典型二维互联线（多线带线和多线微带线）的分布参数进行了分析，并在趋肤效应和邻近效应影响较大的数十至数百ＭＨｚ的频率范围内应用边界元方法对互联线中的似稳态磁场进行了求解，得到不同频率下传输线模型的单位长度电感、电阻等参数，其中电感参数为包括互感的矩阵参数，并将互联线导体对邻近导体分布参数的影响进行了计算。     

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.