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.     

一种三维无线传感网络拓扑控制算法的研究

当前关于三维拓扑控制的研究主要侧重在保证网络的连通性,并没有很好的考虑到邻居节点度和能耗最低路径两者之间的权衡关系.针对该问题提出了一种可调节的无线传感器网络拓扑控制算法,通过调整因子r(0＜r＜1)动态调整网络拓扑结构,使网络具有良好邻居节点度的同时保留了部分能耗最低路径.仿真实验数据表明该算法构造的网络拓扑图具有良好的可调节性和稀疏性,同时算法在优化网络生命周期和节点功率方面都具有较明显的效果.     

面向Mesh片上网络的快速层次化多目标映射方法

为求得片上网络(NoC)拓扑映射的近似最优解,提出一种面向MeshNoC的层次化多目标映射方法--HMMap。该方法采用分组和多目标启发式算法,自动将给定应用的IP核映射到NoC体系结构上,有效支持大规模IP核的映射,并且能够很好地权衡系统通信能耗和延迟两个关键设计指标。实验表明,HMMap相对现有方法运行时间短,所得到的拓扑映射方案在降低通信能耗和延迟方面均效果显著。随着NoC规模的增大,HMMap的优势更加明显。     

三维众核片上处理器存储架构研究

三维众核片上处理器的研究近年来逐渐引起了学术界的广泛关注.三维集成电路技术可以支持将不同工艺的存储器层集成到一颗芯片上,三维众核片上处理器可以集成更大的片上缓存以及主存储器.研究三维众核片上处理器存储架构,探索了集成SRAM L2cache层,DRAM主存储器层等,对三维众核片上处理器性能的影响.从仿真结果可知,相比集成1层L2cache,集成2层L2cache的三维众核片上处理器性能最大提高了55%,平均提高34%.将DRAM主存储器集成到片上最大可以提高三维众核片上处理器80%的系统性能,平均改善34.2%.     

一种面向多核处理器的2 GHz片上网络通信单元

提出了一种面向多核微处理器的2 GHz片上网络通信单元设计方案,通信单元能够在45 nm工艺下达到2 GHz的工作频率,流水线级数为2,最多支持8个双向通信接口,每个端口单向峰值带宽32 GBps.构建了一种16核处理器片上网络测试环境,测试结果表明：使用提出的通信单元构建的片上网络能够满足16核处理器存储系统对网络带宽的要求,在对访存优化的情况下,聚合带宽能够随着处理器核心与线程的增加而线性增加.另外,通信单元还具有可重用的特性,能够通过优化与扩展进一步应用于众核处理器片上网络.研究成果已成功应用于某国产16核高性能微处理器,片上网络实测频率达到2 GHz.     

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%.     

基于多个参数的网络拓扑推断研究

网络拓扑结构是决定网络内部运行状况,保证网络平稳、健壮运行的重要因素之一.针对已有方法准确度方面的不足,提出了一种基于多个相关性能参数值的信息融合计算方法,使用该方法前需要使用标准化公式进行数据转换,然后再进行信息的融合.用NS2仿真软件进行仿真实验,仿真结果验证了方法的有效性和合理性.     

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．     

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。     

Universal GALS Platform and Evaluation Methodology for Networks-on-Chip

A networks-on-chip(NoC)cost-effective design method was given based on the globallyasynchronous locally-synchronous(GALS)interconnect structure.In this method,the synchronous mode was used to transmit data among routers,network interface(NI),and intellectual property(IP)via a synchronous circuit.Compared with traditional methods of implementing GALS,this method greatly reduces the transmission latency and is compatible with existing very large scale integration(VLSI)design tools.The platform designed bas...     

Efficient Hierarchical Algorithm for Mixed Mode Placement in Three Dimensional Integrated Circuit Chip Designs

Hierarchical art was used to solve the mixed mode placement for three dimensional(3-D)integrated circuit design.The 3-D placement flow stream includes hierarchical clustering,hierarchical 3-D floorplanning, vertical via mapping,and recursive two dimensional(2-D)global/detailed placement phases.With state-of-the-art clustering and de-clustering phases,the design complexity was reduced to enhance the placement algorithm efficiency and capacity.The 3-D floorplanning phase solved the layer assignment problem...     

三维弹性静力问题的无网格局部Petrov-Galerkin法

将二维平面问题的无网格局部Petrov-Galerkin法拓展到三维的相应理论中,编制了该法相应的三维Fortran程序.分析了均匀受拉立方体和悬臂梁两个经典算例,将所得结果与有限元法和解析解对比.结果表明了无网格局部Petrov-Galerkin法在解决三维弹性静力问题时的可行性和有效性,相对于有限元方法在位移解和应力解上也具有更好的精度.     

VEGFR-2酪氨酸激酶抑制剂的三维定量构效关系研究

 运用比较分子力场分析对28个氨基吡唑并吡啶二芳基脲类VEGFR-2酪氨酸激酶抑制剂进行了三维定量构效关系研究。所得CoMFA模型交叉验证系数q2=0.681,回归系数r2=0.958,统计方差比F=64.964,影响药效的立体场和静电场的贡献分别为65.7％和34.3％。CoMFA模型的三维等值图为化合物的结构改造提供了参考。     

中药材三维组织结构的表面重建技术

研究了由中药材的连续截面图象重建其三维组织结构并进行三维显示的技术。利用模式识别技术对手理建对象中的不同结构进行识别和匹配;采用三菜平面逼近法生成物体的三维表面。根据重建过程生成的三维数据结构在ＳＧＩ图形工作站上提供线框模型显示和光照模型显示以及灵活多样的观察方式。文中提供的三维重建和显示方法有助于对中药材各种组织结构的立体形态的观察和研究,并且适用于生物医学图象处理领域。     

截骨手术中三维测量方法的研究

以基于CT三维重建后的颌面组织模型为研究对象,考虑到虚拟截骨手术仿真中手术规划、术后评估过程中所需要的长度、角度等参数,提出了几种测量方法,包括模型表面任意两点空间距离的测量,三点连线的角度测量,两平面之间距离的测量以及平面夹角的测量等。仿真实验表明,该方法实现的三维测量结果可以满足临床需要。     

面向三维信号的分组码

设Z[3√2]是代效效域Q（3√2）的代效整效环．把商环Z[3√2]／(2^Z)的乘法单位群分解为群的直积．由此获得三维信号空间并可用来构造分组码．这些码能够改正某些错误．     

三维弹性问题的有限分析法

将有限分析法应用于分析固体力学的三维弹性问题，导出了三维弹性过值问题的计算格式。由于使用格林函数法求局部解析解，提高了计算精度。     

切屑的三维卷曲流动

提出切屑存在着三维卷曲,即上卷、侧卷和扭卷,并提出了一种新的描述三维切屑形态的数学方法和分析复杂前刀面(断屑槽)的几何形状对切屑形态影响的方法,最后通过试验进行了验证.