高密度集成与单芯片多核系统及其研究进展

在体积、重量和功耗有严格约束的情况下,系统小型化遇到多种技术挑战,为了满足高密度计算和小型化的要求,高密度系统集成和单芯片多核处理器至关重要。讨论了高密度集成与单芯片多核处理器技术及其研究进展,其中包括单芯片多核处理器(CMP)、片上网络(NoC)、3D集成电路、高密度封装。提出了CMP的两个发展特征,即小核大数量和层次型簇结构。指出高密度集成设计与高密度封装设计逐渐融合,并为单芯片多核系统的物理实现提供了技术保证,为最终实现高密度计算和小型化系统提供了硬件解决方案。     

数据驱动片内多核通信结构

针对当前条件下多核处理器遇到的通信瓶颈问题,设计了一种采用数据驱动机制的片内多核通信结构,该结构包括数据驱动模块和片上路由器.数据驱动模块用来进行数据完备性检测;片上路由器则实现处理器核间的通信及"簇"间通信.在Altera公司的CycloneIII开发板上使用NIOS软核构建了多核系统进行了验证.实验结果表明,本设计可以有效的实现多核片内通信,具有很好的可扩展性.     

Mesh网络故障下的极长连接问题研究

从分析Mesh网络结构着手，提出并研究了Mesh网络故障下可能出现的极长连接问题，并从系统误码性能、同步时钟链路2个方面提出了光缆传输智能Mesh网络规划的基本要求。     

基于BIRCH的入侵检测算法

针对已有的无线入侵检测方法训练时间长和检测精度低的问题,提出一种基于调整后的BIRCH——MBIRCH算法的无线Mesh网络入侵检测算法。该算法首先一次性扫描数据集获得CF（聚类特征）,然后自底向上地计算不同层次的聚类有效指标,主要是考虑数据集的几何结构,即通过度量簇内数据点分布的紧凑度以及簇间的相似度,并保持二者之间的平衡,根据此指标确定CF树的簇结点,直到得到最佳聚类结果,将最佳聚类结果作为训练样本指定判别函数,对网络数据定位。实验结果表明,该算法不仅明显减少样本训练时间,同时提高了算法检测精度,符合无线Mesh网络的入侵检测需要。     

基于IEEE 802.16标准的Mesh机制研究

重点介绍了基于IEEE 802.16标准的Mesh网络结构,首先详细介绍了目前WiMAX系统常用的PMP网络拓扑结构、扩展覆盖范围和提高远离基站的用户吞吐量,然后介绍了Mesh技术,最后对Mesh网络中新结点随机接入过程进行了详细阐述.     

两种片上多核通讯结构的FPGA实现与性能评估

多核系统设计正成为目前集成电路设计的研究热点之一,多核系统的体系结构是多处理器电路最基础的问题。提高多核系统性能的关键在于核与核之间的通讯效率,本文讨论了基于总线和网络通讯的多核结构,进行了原型设计、FPGA实现,重点介绍了NoC（Networkon Chip）结构,同时在这两种结构上加载了JPEG解码算法,并进行性能评估。     

无线Mesh网络时延分析模型

无线Mesh网络由于拓扑结构、Mac协议、路由协议以及信道分配策略的复杂多变,其系统平均时延分析一直没有得到很好的解决。提出了一种基于排队论的时延分析模型,分析了在任意拓扑结构和路由协议下,处于基础工作模式的无线Mesh网络平均时延,并同时考虑了多收发器、多信道的影响。计算机仿真结果表明该模型能够比较准确的估计出网络性能,可以为无线Mesh网络部署以及优化提供理论依据。     

IEEE802.16d Mesh模式及其调度机制分析

基于IEEE802.16d协议的定义,分析了Mesh网络拓扑结构的特点以及Mesh模式下的帧结构,同时结合标准BS项目的具体实现过程,分析了IEEE802.16d Mesh的调度机制。     

片上多核的Cachet层次结构策略研究

在多核系统中，随着处理器性能的提高，存储器层次结构的重要性也不断提高。本文首先介绍了存储器层次结构设计的依据、效用评价，然后对私有和共享Cache结构策略进行了研究分析，并介绍了几种多核处理器结构模型和商用多核处理器的存储器层次结构。     

一种多核处理系统通信机制的仿真模型

设计了一种多核处理系统通信机制的仿真模型,采用面向对象的设计模式对多核处理系统的互联节点、处理单元进行抽象,可快速搭建多核处理系统的硬件架构,支持不同互联结构和数据传输方法的仿真验证.测试结果表明,提出的仿真模型可对多核处理器中互联节点的通信能力进行精确仿真,可满足设计人员对多核处理系统硬件体系架构的性能评估需求,大幅缩短设计时间。     

基于无线Mesh的地震观测仪器组网与实现基于脑电信号组合熵特征的驾驶疲劳检测分析

地震观测台站监测系统通常存在布线复杂、布设成本高、建设困难等问题,本方案设计了一种基于Raspberry Pi 4B和无线Mesh的地震台站行业网络传输系统。该系统包括无线Mesh自组网系统及地震观测仪器组成。本设计采用前兆倾斜仪为例,采用开源的Raspberry Pi 4B作为无线Mesh自组网硬件平台,采用Openwrt开源软件实现无线Mesh自组网应用。本文给出了无线Mesh地震观测台站组网方案的硬件设计和软件流程。经在地震观测台站实验表明,无线Mesh组网系统具备易于布设、组网灵活、稳定性高等优点,可广泛应用于复杂观测环境下的地震观测系统组网。     

粗粒度多核系统任务级多线程调度研究

多核系统是当今处理器发展的主方向,如何合理高效进行任务调度,确保全部处理核心处于有效工作状态是当今多核系统研究的一个重要方向.多核任务调度的关键难点在于发掘任务并行性,为解决这一问题,本文借鉴指令级多线程思想,结合多核系统中任务的粗粒度特性,提出了一种新型的粗粒度多线程多核体系结构,建立了多线程取指策略、资源分配策略和线程切换机制,同步完成了这一结构多线程调度器电路设计.围绕此调度器构建了一个粗粒度多核计算平台,并在FPGA芯片上进行硬件实现,实验结果表明,该设计方案相对于单线程使多核计算平台的任务并行度平均提高约34.29%.     

基于无线Mesh网络的嵌入式视频监控系统设计

结合嵌入式视频监控的要求,分析了无线Mesh网络的概念及其特性,提出一种基于无线Mesh网络的嵌入式视频监控系统的总体设计方案。详细阐述了系统的总体结构和各部分功能特点,对系统MPEG-4软件压缩、AODV路由协议的实现进行了详细分析,并给出关键功能的软件实现方法。实验测试表明,该系统视频流畅、实时性强,在无线视频监控中具有广泛的应用前景。     

无线Mesh网络可用带宽估计方法的研究

提出一个适用于无线Mesh网络的可用带宽估计(MPEAB)方法.该方法根据无线Mesh网络的结构特点,利用信号在传播过程中会发生衰落、导致信号容量减小的特征,建立信道容量与发送功率和接收功率在理想通信系统中的数量关系,估计出无线Mesh网络节点信道容量,从而进一步提高可用带宽估计算法在无线Mesh网络中的精确度.NS2实验结果表明,MPEAB方法估计的结果更接近真实的可用带宽.     

Mesh自组网通信系统

本文介绍 Mesh 自组网通信系统设备的组成与信道选择模式，引出 Mesh 自组网通信系统的技术特点，最后提出 Mesh 自组网通信系统的组网方案。     

基于Mesh网络拓扑结构的无线城域网调度机制

基于IEEE802.16标准的无线城域网支持点对多点(PMP)和网状网(无线Mesh)两种网络拓扑结构,文章重点讨论了无线Mesh网络结构采用的关键技术——调度算法,首先介绍了适合无线Mesh的MAC层协议结构,重点分析和比较了3种不同调度机制的原理和特性,给出了相应的协议配置和算法解决方案,最后介绍了未来研究的重点。     

基于802.16d无线Mesh网络的集团军战役指挥所通信系统

现代战争战场情况瞬息万变,信息流动量大增,要求通信系统具有更大的容量和更小的传输时延,使指挥人员能及时获得足够信息,迅速做出决策。构建可靠、高效、支持多种业务、兼容性好的战役通信指挥网络对提高集团军战斗力具有重要意义。文章介绍了802.16d协议Mesh模式下的MAC帧结构,提出了基于802.16d无线Mesh网络的集团军战役指挥所通信系统。系统具有保密、易于开设使用和建网费用低廉等特点。     

多核CPU系统结构分析与建模

多核已经成为通用处理器设计技术的最重要发展方向。由于多核芯片内具有多个处理蠡核，芯片的缓存结构、线程调度等与传统CPU有很大的区别，本文探讨了多核芯片的基本结构特征，并基于指令集级系统仿真工具Simics建立了多核CPU模拟环境用于进行分析。     

基于无线802.16dMesh的电力线路抢修、巡检通信网络系统

安全稳定的电力保障是社会生活中的一件大事,电力运行中出现的任何故障都可能给正常的社会生活、生产带来严重的影响并造成巨大的经济损失。本文首先介绍了802.16d协议Mesh模式下的MAC帧结构,然后提出了一种基于IEEE 802.16d无线Mesh网络的电力线路抢修、巡检通信网络系统。系统依托MESH网络将采集得到的信息发送到信息处理中心系统。系统具有保密、易于开设使用和建网费用低廉等特点。     

宽带无线Mesh网络的应用与挑战

无线Mesh网络作为一种新的网络结构，正在成为下一代无线接入研究中的一个热点。文章首先介绍了无线的网络拓扑结构和一些基本概念、市场应用和研究方向，在此基础上分析了其典型应用场景，讨论了基于IEEE802．16标准Mesh模式的无线Mesh网络关键技术研究内容，详细介绍了多射频多信道的MAC协议研究、有效支持智能天线应用的调度算法研究，和基于博弈论的分布式功率控制研究，这些研究的目的都是为了有效利用先进的物理层技术，减少碰撞阻塞率，提高信道利用率，从而提高系统容量。