一种二维片上网络路由器的设计实现

片上网络(Network on Chip, NoC)作为解决众核芯片互连的主流方案,其性能很大程度上取决于网络的拓扑结构。而网络拓扑结构的效能受到网络路由器的直接影响。因此,基于特定拓扑结构的路由器设计实现具有非常重要的研究意义。因此将XY路由算法应用于路由器节点中,设计了基于2D Mesh拓扑结构、轮询仲裁机制与虫孔交换流控的片上网络路由器,并使用Modelsim对路由器进行了功能验证。实验结果表明,设计的路由器能满足微片数据的处理,能够正确的收发数据包。     

基于片上网络的低偏转率微缓存路由器

片上网络通常使用输入输出缓存或交叉开关缓存存储微片以提高路由器性能,导致大量消耗片上资源并显著增加功耗。无缓存路由器被提出用于解决该问题,但存在低效率的偏转,不适用于中、高负载的网络。为此,设计一种基于方向向量路由策略的低偏转率微缓存路由器。采用一个旁路寄存器和一个回环寄存器的设计,通过二分图最大匹配调度算法优化微片路由。在Xilinx Vivado上的仿真结果表明,该路由器的性能与RIDER路由器相当,但寄存器使用减少55%,并且在高负载网络中性能优于CHIPPER,Min BD和RIDER路由器。     

面向片上网络容错偏转路由器设计与优化

随着集成电路工艺进入纳米时代,可靠性已成为片上网络设计的一个关键因素。本文设计实现了一种基于增强学习的片上网络容错偏转路由器,该路由器在发送包的同时采用增强学习的方法对路由表进行重配置以实现容错路由。为了提高性能,我们对路由器进行了流水线优化设计,采用2级流水线实现。在TSMC65nm工艺下综合结果表明,2级流水线路由器频率提升了近一倍达到750MHz,而面积开销仅增加了22%。在合成通信模式下的模拟结果表明,2级流水线容错偏转路由器的平均网络延迟优于无流水线路由器。     

基于2DMesh拓扑结构的NoC模拟器设计

片上网络模拟器的设计涉及到片上网络的拓扑结构、路由器结构、路由算法、性能分析等诸多方面。从NoC模拟器设计的角度,研究并讨论模拟器所采用的拓扑结构,路由器结构及数据包格式。介绍拓扑结构模拟、IP核模拟、路由模拟,并且用面向对象语言C＋＋实现一个NoC模拟器系统。     

基于2D Mesh拓扑结构的NoC模拟器设计

片上网络模拟器的设计涉及到片上网络的拓扑结构、路由器结构、路由算法、性能分析等诸多方面.从NoC模拟器设计的角度,研究并讨论模拟器所采用的拓扑结构,路由器结构及数据包格式,介绍拓扑结构模拟、IP核模拟、路由模拟,并且用面向对象语言C++实现一个NoC模拟器系统.     

片上网络路由器及互连低成本测试方法

三维设计的片上网络(Network-on-chip)是当前的热点研究专题。提出一种有效的片上网络路由器和互连测试方法 显得非常重要。文章通过对路由器分类,提出了一种新的片上网络路由器测试方法。将不同输入、输出端口的路由器分 为不同的类。相同分类的路由器是同构的,它们的测试集也是相同的。针对相同路由器提出了一个基于单播的多播方案 (Unicast-based Multicast),并提出了新的互连测试方法。实验结果表明文章方法是有效的。     

面向并行DSP应用的双路由多层Mesh结构研究

论文提出了面向并行DSP应用并具备基于QoS控制路由器极大功耗的双路由多层Mesh片上网络互连结构,仿真结果表明该结构与单路由Mesh结构相比可减少功耗31.4%、时延30.6%。     

面向MPI集合操作的定制化片上网络

根据计算趋近数据的原则,提出面向MPI集合操作的定制化片上网络设计方法,通过增强现有片上路由器的硬件功能实现MPI集合操作在网络层的加速。设计MPI归约操作,将其扩展至多种集合操作,并与一种针对确定性路由算法且可动态学习消息传输路径的自适应方法相结合,使集合操作可在扩展后的片上路由器上完成,加速处理过程并减少处理器核负载。此外,提出片上路由器的微体系结构设计方法,比较不同片上网络中扩展后的片上路由器布局并评估相应性能、功耗和片上面积。测试结果表明,与基于软件的最优实现相比,该方法在仅消耗有限功耗与片上面积的基础上,可使MPI归约性能提升6.4~41.7倍,广播性能提升15.3~31.2倍,全局归约性能提升5.4~9.7倍,收集性能提升1.3~1.8倍。     

面向片上网络缓冲资源争用的路由器设计

针对片上网络典型路由器的缓冲资源利用率不高、大容量缓存设计受限等问题,在不增加缓存和虚通道的情况下,提出一种新的面向片上网络缓冲资源争用的路由器设计方案。在该路由器中,当某个输入端繁忙发生资源争用情况时,将阻塞数据包分配到其他拥有空闲缓存资源的输入端口,解决缓冲资源的争用问题,从而提高网络整体性能。SystemC仿真结果表明,相对于基本路由器,该路由器在热点模式和均衡模式下均具有较高的网络饱和率和吞吐量,尤其在热点模式下提高了约11.4%的饱和率。FPGA实现结果表明,该路由器的面积开销较小,能较好满足片上网络的应用需求。     

面向星形拓扑片上网络的高性能切片路由器结构

由于具有很好的规整性,mesh成为目前最常用的片上网络拓扑结构.然而mesh有两大缺陷:饱和吞吐量随着网络规模增加而显著降低;结点间的距离由结点的位置确定,极不均衡.提出一种面向星形拓扑的25端口切片路由器结构.它包含5个切片和5个接口部件.与传统的5×5mesh结构相比,基于该路由器的星形拓扑片上网络的面积开销降低51%,单微片报文的平均延时降低约40%,饱和注入率高达0.88,而5×5mesh的饱和注入率仅为0.67.因此,该路由器具有低开销、低延时和高吞吐量等优点.     

基于进程代数的网络体系结构形式化模型

首先用形式化方法给出了网络实体、网络连接件和网络体系结构框架模型的定义,然后利用进程代数理论定义了网络体系结构上的网络实体运算,进而建立了网络体系结构的代数模型,为进一步研究网络体系结构打下了坚实的理论基础。     

计算机网络体系结构研究

计算机网络体系结构描述了计算机网络功能实体的划分原则及其相互之间协同工作的方法和规则。随着网络技术和应用的不断发展，目前广泛使用的层次型网络体系结构逐渐暴露出了部分问题，这就催生了各种新型网络体系结构的研究和尝试。本文在引出计算机网络体系结构定义的基础上，着重讨论了目前已经出现的层次型网络体系结构、面向对象网络体系结构、基于角色的网络体系结构和服务元网络体系结构四种网络体系结构的发展过程及其特点，并在最后对网络体系结构的发展方向进行了展望。     

微通信元系统构架对QoS的支持*

微通信元系统架构是新型网络体系结构——服务元网络体系结构的第一个网络架构。针对现有TCP/IP网络体系结构对QoS的支持不足,提出基于微通信元系统构架的QoS服务模型,阐述了服务模型工作机制。     

FINA：一种基于交互的网络体系结构框架模型

网络发展到面向应用的阶段,传统面向系统互连的网络体系结构已经不能满足各种以高性能为评价指标的网络应用需求。通过研究计算机网络体系结构发展的历史,吸收了软件体系结构研究的成果,提出了一种基于交互的网络体系结构框架模型（FINA）,FINA从宏观网络分层结构、构件化框架模型、以及网络构件及其交互模板3个抽象级辊描述网络体系结构,既保留了传统网络对等层交互的开放互连结构,又引入了现代网络相邻层交互的可定制结构。通过运用FINA描述和分析了传统网络及可编程网络体系结构,说明了FINA适合于描述和评价过去以及现在具有灵活服务定制要求的高性能网络体系结构。     

Energy efficiency analysis of a chain-based scheme via intra-grid for wireless sensor networks

This study proposes the ideal energy mathematical model for the ideal PEGASIS architecture. Since the distance between nodes is the same, this ideal energy mathematical model can obtain a longer network lifetime than that of the PEGASIS architecture in a WSN. To achieve this objective, the intra-grid PEGASIS architecture, which is architecture that is based on the PEGASIS architecture, is proposed. In the proposed architecture, the sensor area is divided into several network grids, and the nodes of each network grid are deployed at random locations, and the nodes in the network grid are connected. Finally, all of the network grids are connected. The results of a simulation reveal that the energy consumption in each round in the ideal PEGASIS architecture almost equals that in the intra-grid PEGASIS architecture, but the PEGASIS architecture consumes the most energy in each round. Additionally, only a tiny difference is found between the network lifetime of the ideal PEGASIS and that of the intra-grid PEGASIS architecture, and the PEGASIS architecture has the shortest network lifetime.     

主动网络的研究与进展

目前的Internet体系结构缺乏一定的灵活性,制约了新协议、新应用的开发与应用.主动网络试图通过为节点赋予计算处理能力来改变这一现状.分析和阐述了主动网络产生的背景与动机,并详细介绍了这一新的网络体系结构,讨论了它对网络体系结构研究带来的影响,总结了主动网络的研究现状,最后结合主动网络的应用和在网络整体行为学研究中取得的阶段性成果,给出了一种有新意的应用实例.     

SDN与传统IP网络互联架构的设计与实现

所提出的软件定义网络SDN与传统IP网络互联的架构基于以下核心思想:把整体SDN当成一个传统IP网络的"路由器",由IP网络和该"路由器"通过BGP协议进行域间网络层可达性信息NLRI的交互,从而使得全网的NLRI经过路由同步后达到一致。在此思想下分析设计了互联架构,对该互联架构进行了模块功能测试、多SDN场景下的仿真和性能测试。仿真结果表明所提出的互联架构可以完成SDN与传统IP网络的互联互通。设计的互联架构对原有网络设备的改动很少,所做的改动集中在可软件编程的控制器上,这有利于本架构在具体网络环境中的实施和部署。     

基于复杂网络理论的编队网络化作战架构研究

为了实现网络化作战资源的有效整合,不仅需要装备与技术的信息化转换,同时需要建立合理的网络化作战拓扑结构,提出了基于复杂网络理论的编队网络化作战（CNC, Cooperative Network Combat）架构。首先给出了CNC架构的基本概念与特征,提出了CNC架构下物理层与功能层的协调方法,设计了组网约束规则和约束因子;然后从物理层对编队作战网络化体系进行了建模,同时给定了CNC架构的评估指标,并对编队作战网络的物理层设计参数进行了分析,使网络化作战体系的功能架构与物理架构得到了更好的匹配;最后对CNC架构设计参数进行了评估。通过仿真实验验证了CNC架构的合理性以及网络设计参数的重要性,并得到了编队作战网络优化的参数修正策略,为网络化作战理论与技术应用提供可靠的平台支撑。     

计算机网络的发展现状及网络体系结构涵义分析

自身存在种种缺陷与不足的传统网络体系结构，已不再适宜用来指导现今互联网向下一代网络的演进。有必要在正确认识当前计算机网络发展现状和重新审视网络体系结构涵义的基础上，展开对满足下一代网络发展需求的新一代网络体系结构的研究。为此，本文专门对以互联网为代表的计算机网络所面临的发展现状以及近年来计算机网络演进与发展的主要趋势进行了总结和分析，并重点对网络体系结构的涵义进行了全方位、多角度的深入剖析。主张在综合考虑网络体系结构的普适性、特指性、抽象性和过程性等特征的基础上，运用发展的眼光和系统的观点来全面认识和把握其本质，并提出了合理的“网络体系结构认知框架”。本文研究结论对新一代网络体系结构的研究有重要的参考价值和指导意义。     

深入理解网络体系结构

从对网络体系结构的几种不同理解入手，采用麻省理工学院计算机科学和人工智能实验室(CSAIL)高级网络体系结构小组对网络体系结构的定义，结合Internet的发展历史，分析了网络体系结构、需求和技术之间的关系，总结出网络体系结构的特点，并指出体系结构设计在网络建设中的重要性，最后归纳了进行网络体系结构设计的方法。