面向NoC多核芯片组的任务映射算法

片上网络（Network On Chip,NoC）是一种高效的片上互连技术。由于NoC的数据通讯具有并发、分离的特性,因此可以方便的在板级集成多块NoC多核芯片协同工作,构成NoC多核芯片组,快速提供更强大的处理能力。板级通讯的数据链路带宽远小于芯片内的带宽,因此必须尽力减小芯片间的数据通讯量。针对这一问题,提出一种面向NoC多核芯片组的任务映射算法。实验表明,该算法可以使芯片间的数据通讯量比初始映射降低24%,能显著提高系统性能。     

混合交换机制NoC系统建模和仿真速度优化

片上网络(NoC)系统级建模不仅可以提供高效的仿真环境,还可用于NoC设计空间探索研究。仿真速度是影响NoC性能的关键因素之一。设计了一种支持包-电路交换的NoC系统级模型并对其进行了优化。通过对仿真中的资源(模块数、线程数和信号数)进行定量分析,我们提出了一种弱化路由结点层次结构、进程归并和交叉开关虚拟化的优化方法。实验结果表明,优化后的仿真时间比原先最多减少了60.7%,平均减少了48.93%。     

智能计算与测试技术相结合促进集成电路新技术的发展

<正>随着半导体工艺与电子设计技术的日臻成熟,越来越多功能各异的IP核被集成在同一电路芯片上,为有效构建片上多核系统,通过借鉴互联网的概念,提出了片上网络(network-on-chip,NoC)技术,将通信与计算分隔开,采用分组路由方式和全局异步-局部同步的通讯机制来实现核间通信,从体系结构上彻底解决了总线架构的局限性,并已经从二维架构的NoC向三维NoC(three     

基于H~3MP-16多核处理器片上软件优化

概述了本项目组自主研发设计的H3MP-16多核处理器演示系统软硬件架构,并基于这一特定的系统平台,完成了两幅图像渐入渐出的Fade in Fade out算法。为了满足系统的实时性要求,讨论了针对该算法的一些优化方法,实现了基于NoC的层次化多核处理器系统片上软件效率的提高,使得演示系统取得了满意的演示效果。     

监测机制的NoC负载均衡路由电路设计

针对片上网络(NoC)中,多条数据流传输导致NoC负载分布不均衡问题,提出监测机制的全局负载均衡路由电路。该电路对NoC所有路由节点通信量监测统计,基于该全局监测结果,为目标流分配一条负载较小的路径,确保整个NoC实现负载均衡。实验结果表明,相较于原有的NoC,负载均衡NoC虽增加了24个周期的处理延迟,但总延迟最多降低30.9%,其负载量均方差最多减少28.8%,且面积开销在可接受范围之内。该方法能有效监测统计NoC中所有路由节点的负载量,选择负载量较小的通信节点来传输目标流,均衡整个NoC各路由节点负载,提升NoC性能。     

基于FPGA的NoC源路由设计

片上网络(Network-on-Chip,NoC)作为解决片上系统总路线问题一种解决方案已经受到越来越多的重视。NoC路由节点是NoC的基本组成部分,论文在云自适应遗传算法NoC路径分配研究的基础上,采用规则的2D Mesh拓扑结构,虚通道技术的虫洞数据交换方式,设计基于FPGA的源路由。在ModeSim仿真工具下,用硬件描述语言Verilog HDL完成功能设计仿真工作,并在FPGA硬件平台上实现了路由节点功能。     

星型子网的NoC映射研究

处理单元映射是NoC设计的重要环节,其实施结果对NoC通信功耗及QoS约束的满足均起着决定性的作用。本文选取的NoC拓扑结构为星型子网的片上网路结构SSBM NoC（Star-Subnet-Based-Mesh NoC）。为保证系统实时性和低能耗,文中建立了延时约束下功耗最小的NoC映射模型,提出了一种基于改进粒子群算法的优化方法。针对NoC映射的特点,在粒子群算法中引入了交换子和交换序算子,确保了映射的有效性。实验结果表明,文中算法在满足延时约束下,降低NoC通讯功耗20%以上,证明该算法优化效果显著。     

新型基于波形无线下载的任意波形功率电源

设计了一种基于SOPC技术(可编程片上系统)及Nios II嵌入式软核处理器的任意波形功率电源,其特点是电源的幅度、频率、相位可在线编程,输出波形无线网络下载,双路输出高精度、大功率的恒定电压和恒定电流。重点介绍了系统架构、任意波形发生器及功率放大器的设计。     

支持多播路径传输的片上网络并行测试方法

针对基于NoC互连方式,具有多播路径传输功能的多核系统芯片,提出多播路径测试方法（Multicast paths testing method,MPTM）。首先,提出同构核的测试访问路径生成（test access path generation,TAPG）算法,消除路径死锁。其次,提出了支持片上响应比较的多播测试机制。最后,利用NoC中的虚通道设计,优化多条测试访问路径组合。实验结果表明,本方法比串行测试方法至少减少85%的测试时间;随着网络规模的扩大,效果更好。实验证明,同构核的集中分布也有利于进一步减少测试时间。     

Torus拓扑结构的双端口NoC模型与性能分析

为了充分利用片上网络的并行通信能力,挖掘网络带宽利用率,设计了一种高性能的双端口片上网络。该网络中每个路由节点提供两个本地端口,每个资源节点采用对角线的方式接入到网络中两个路由节点上,并针对这种接入结构提出一种目的节点切换方法用于提高网络的并行通信能力。同时,为进一步提高新路由结构的性能,将双端口路由节点引入Torus结构,构造了基于Torus的双端口网络的模型,并对其进行性能评估。实验结果表明,基于Torus结构的对角线双端口NoC在单目事物实验中较单端口网络平均吞吐量和平均包延迟最大改善了83.3%和55.9%,在双目事物实验中较同一维序双端口网络平均吞吐量和平均包延迟最大改善了91.1%和54.3%。     

基于SystemC的三维片上网络仿真器设计

多处理器片上系统对通信带宽的要求与日俱增,结合三维集成电路和片上网络的优点,三维片上网络(3DNoC)被提出以满足高性能、多功能、缩小芯片面积等设计要求。为了在设计初期进行系统的性能仿真,建立1个周期精确的可配置仿真器显得尤为重要。基于SystemC环境设计了1个系统级三维片上网络仿真器,该仿真器包括处理器模块、存储器模块和互联结构模块,并且支持并行程序在仿真器上运行,能够在设计初期对加载了应用程序后的系统性能进行仿真。使用该仿真器,可以进行三维片上网络的互联结构,路由算法和程序运行性能等方面的探索和研究。     

Intelligent domestic electricity management system based on analog-distributed hierarchy

Electricity management system has been extensively investigated for efficiently monitoring and controlling domestic power. Nevertheless, the existing designs are generally rough, inflexible and complex, which leads to poor convenience in practice use and performance evaluation. In this paper, a systematic structure of intelligent electricity management system is firstly constructed and then corresponding multi-task scheduling algorithm based on embedded system is proposed for facilitating domestic power management. The proposed architecture accomplishes the system functions on two interactive modules. And this architecture is very beneficial to effective operation and intelligent management. Furthermore, real-time performance of the presented scheduling scheme is researched by a constraints model and the corresponding simulation result shows a good performance, where the overtime ratio is 10.3% under an extremely bad condition. Besides, the relationship between overtime ratio and sporadic tasks is derived in a general way and also verified by simulation.     

直流融冰及无功功率补偿系统研究

为进一步提升融冰装置性能,研究了兼备STATCOM动态无功功率补偿以及线路直流融冰功能的系统。该系统采用双链式STATCOM拓扑结构,采用动态无功电流跟踪技术以及中性点偏移的控制方式,实现动态无功功率支撑与线路直流融冰等双重功能。首先介绍了该直流融冰系统的结构,并详细研究了系统控制策略,根据系统应用的不同功能对其输出功率进行分析,同时搭建了基于EMTDC/PSCAD仿真模型对控制策略进行验证。最后,以12 MW直流融冰兼STATCOM系统为例制作了样机进行实验,论证了系统设计的可行性。     

并联有源滤波在加速器电源上的应用研究

提出一种用于加速器磁铁电源 ,基于相控整流和并联有源滤波的高性能大功率稳流电源系统 ,分析了有源滤波原理 ,给出基于复合控制的电流响应无滞后跟踪控制方案。仿真及原理性样机实验表明 ,系统设计合理 ,动态响应快 ,静态精度高 ,可以满足加速器对电流纹波及跟踪性能的极高要求     

Generic On-Line Discovery of Quantitative Models

Quantitative models are needed for a variety of management tasks, including identification of critical variables to use for health monitoring, anticipating service-level violations by using predictive models, and ongoing optimization of configurations. Unfortunately, constructing quantitative models requires specialized skills that are in short supply. Even worse, rapid changes in provider configurations and the evolution of business demands mean that quantitative models must be updated on an ongoing basis. This paper describes an architecture and algorithms for online discovery of quantitative models without prior knowledge of the managed elements. The architecture makes use of an element schema that describes managed elements using the Common Information Model (CIM). Algorithms are presented for selecting a subset of the element metrics to use as explanatory variables in a quantitative model and for constructing the quantitative model itself. We further describe a prototype system based onthis architecture that incorporates these algorithms. We apply the prototype to online estimation of response times for DB2 Universal Database under a TPC-W workload. Of the approximately 500 metrics available from the DB2 performance monitor, our system chooses three to construct a model that explains 72 percent of the variability of response time.     

基于高层体系结构的电力市场分布交互仿真

简要介绍了建模与仿真领域中解决仿真系统重用性和互操作性问题的高层体系结构,提出电力市场分布交互仿真的概念,分析了仿真部件间的信息交互和同步问题.在高层体系结构国际标准下,以日前电力市场为例,通过改造和重用某些既有的仿真资源,设计、实现并验证了原型仿真系统,指出采用高层体系结构开发电力市场仿真系统的优点.电力市场原型仿真系统的实现,证实这一新型仿真体系结构在电力系统仿真领域的适用性.     

分布式电源集群控制与电力信息实时仿真研究

随着智能电网的发展,大量高渗透率的分布式电源以集群形式接入电网,通信网络与电力网络耦合不断加深,电力信息物理系统(Cyber-physical system, CPS)的架构不断完善。针对高比例分布式电源集群区域电网,提出了基于多代理一致性的群内自治和群间协调结合的分层协同控制方案。为了全面考虑通信系统对集群控制的影响,搭建了基于RT-LAB和OPNET的电力信息实时仿真平台,准确反映通信网络性能以及精确模拟策略的发出、通信、延时及响应全过程。另外,实现了控制器硬件在环,针对所提集群控制策略开发了集群控制器硬件。在CPS架构下通过不同通信场景下集群算例的仿真,验证了集群控制策略的有效性和本仿真平台的可行性和准确性。     

面向宽带载波的全自动低压配电网信道模拟系统

宽带电力线载波通信系统是当前智能电网通信研究热点,其产品标准和检验技术规范正在制定中。目前缺乏针对复杂电力线信道进行模拟的测试装置和相应标准。文章以智能配电网全自动载波信道模拟试验系统为背景,分析了宽带电力线载波测试装置的系统架构、设计原理及功能,并实测该系统在不同配电参数下的信道特性,验证了该系统模拟场外通信环境的可行性和灵活性。在信道模拟基础上,提出宽带电力线载波产品通信性能测试项目、测试方法及评价方式,为实验室载波通信模拟技术提供整套集成方案,为系统化解决产品检测和验收提供一种便捷、有效的途径。