自适应随机化链路状态路由算法

目前使用的两种IP路由算法－距离矢量和链路状态，都基于局域最优思想：每个路由器为其转发的包选择某种距离测试下的最短路径尽力发送，但是由于网络业务量具有无特征尺度的突发性，带宽资源经常可能处于相对稀缺的临界状态，在这种情况下，基于局域最优的路由策略通常并不对应于全局的最优，一个明显的例子是由局域最优算法所导致的路由振荡，提出的自适应随机化链路状态路由算法利用自适应随机化方法协调，限制各路由器的局域最优要求，有效地解决了路由振荡问题，仿真表明新算法显著提高了以包平均传输延迟和包丢失率为测度的网络的整体传输性能，此外，新算法的协调机制仍是局域性的，因而不显著地增加通信和计算开销。     

基于链路状态感知的无线Mesh网优化路由协议

在分析无线Mesh网路由协议所面临的挑战的基础上,结合无线Mesh网络的性能要求,以OLSR协议为原 型,采用跨层设计理论,提出了一种基于链路状态良好程度的路由协议工R-)工SR。该协议引入了认知无线网络中的 环境感知推理思想,通过对节点负载、链路投递率和链路可用性等信息进行感知,并以此为依据对链路质量进行推理, 将其作为路由选择的依据,实现对路由的优化选择,提高网络的吞吐量,达到负载均衡。仿真结果表明,工R-OI_SR能 够在很大程度上提高网络中分组的递交率,降低平均端到端时延,在一定程度上达到负载均衡。     

基于优化链路状态路由协议的自适应MPR集选择算法

基于优化链路状态路由协议的多点中继(MPR)集选择算法(GLOBAL_OP_MPR)在网络拓扑稳定的情况下能有效减少网络中的MPR节点数,但在网络拓扑变化的情况下会出现冗余。为此,提出一种能适应网络拓扑变化的M PR集选择算法(GLOBAL_AD_M PR)。该算法在不增加算法复杂度的情况下,通过将选定的M PR节点再次遍历去除冗余,从而得到更优的MPR节点集合。实验结果表明,与GLOBAL_OP_MPR算法相比,GLOBAL_AD_MPR算法能有效降低数据包传输时延及网络开销,提高网络吞吐量。     

基于自适应模拟退火的NoC映射算法

在片上网络(Network on Chip,NoC)系统中,如何完成应用特征图到结构特征图的映射是影响系统实际性能的关键步骤之一。针对NoC系统越发庞大,映射算法耗时也随之增加的问题,提出了自适应模拟退火(Self-Adaptive Simulated Annealing,SASA)的NoC映射算法。采用相对平滑方式实现温度下降过程,针对模拟退火算法易陷于局部最优的缺点,采用自适应方法改变新解生成方式,提高了算法收敛于全局最优的概率。实验结果表明,该算法与常见NoC映射算法(如基于遗传的映射算法)相比,平均性能提升了5.3%,耗时缩短了11.1%。     

一种基于组合度量的OLSR扩展链路状态路由协议

移动自组网络是一种灵活的不依赖于固定基础设施的新型无线网络,生存性极强,且创建与移动极为方便的特点,使之弥补了蜂窝系统与有线网络的不足,在许多特殊情况下有着不可替代的作用。文中通过对Ad Hoc网络中OLSR链路状态路由协议的分析,在OLSR协议的基础上,通过修改OLSR协议单一的跳数度量方式,将节点的剩余能量作为度量的一个因素,并计算最终路由信息。通过仿真,证明该算法提高了分组投递的可靠性,减少了端到端时延,提高了网络的吞吐量。     

面向应用的NoC带宽感知路由技术

片上互连网络是片上通信问题的有效解决方案,但存在严重的资源限制。标准拓扑结构难以满足应用的流量需求,同时还导致大量功耗和面积的开销。适用于通用系统的NoC设计难以满足面向服务质量可预测的互连。给出一种面向应用的带宽感知路由技术,针对具体的应用,首先使用基于遗传算法的映射技术获得IP核到网络节点的最佳映射,然后通过带宽感知的路由算法为网络中的每条数据传输生成最短路由,并通过虚信道静态分配保证该路由是无死锁的。为了减少路由表的硬件开销,还结合使用了路由表压缩的方法。仿真结果表明,所提出的路由技术与现有的路由算法相比,具有更好的时延性能。     

一种邻节点状态感知的NoC可重构容错路由

芯片特征尺寸的减小导致NoC的故障发生率越来越高.针对传统NoC容错算法中容错路由路径过长的问题,提出了一种可重构容错路由算法.该算法基于扩展的细粒度功能故障模型,对邻节点的故障情况及时掌握,并结合新的路由端口优先级策略和奇偶转向模型,实现了数据包的无死锁最优化容错路由.实验表明,该算法的路由路径更接近于最短路由路径,同时以增加较少的硬件开销为代价,获得了更优的容错性能,并具有更低的延迟和更高的吞吐量.     

基于故障链路缓存再利用的NoC容错路由算法

建立故障模型是进行片上网络容错研究的基础,传统的细粒度故障模型未能有效地区分链路故障和通道故障.为了进一步提高片上资源的利用率,构建了一种粒度更细的微粒度故障模型,并在该模型的基础上提出了基于故障链路缓存再利用的容错路由算法.该算法为每个通信节点增加4条自收发通道,并采用基于缓存再利用的透传机制,通过复用故障链路两端的正常缓存和通道来透传故障通道上的数据包,提高了数据包采用最优输出端口的概率.实验结果表明,文中算法在高故障比例的片上网络中优势明显,且能以相对较小的硬件开销换取平均吞吐量、平均延迟和数据包平均跳数等性能的大幅度提升.     

MANET基于状态感知的多协议自适应路由设计

本文提出一种多协议自适应路由设计。该方案的网络中的节点支持多种路由协议,节点通过对网络状态的感知自动选择合适的路由协议进行路由发现和维护。文中对该多协议自适应路由的总体设计思想、网络状态感知机制的设计、路由更改策略与协议切换机制、以及其中多协议的兼容设计进行了详细阐述。仿真结果表明,该方案结合了按需和主动路由的优点,弥补了各自的不足,对网络环境的变化具有较好的适应性。     

基于链路状态认知的无线Mesh网路由协议

在分析无线Mesh网路由协议所面临挑战的基础上,结合无线Mesh网络的性能要求,以优化链路状态路由(OLSR)协议为原型,采用跨层设计理论,提出了一种基于链路状态良好程度的路由协议LR-OLSR。该协议引入了认知无线网络中的环境感知推理思想,通过对节点负载、链路投递率和链路可用性等信息进行感知,并以此为依据对链路质量进行推理,获得网络中源节点和目的节点对之间各路径状态良好程度的评价,将其作为路由选择的依据,实现对路由的优化选择,提高网络的吞吐量,达到负载均衡。通过与OLSR及其典型改进协议P-OLSR、SC-OLSR的对比仿真结果表明,LR-OLSR能够提高网络中分组的递交率,降低平均端到端时延,在一定程度上达到负载均衡。     

基于2D Mesh的NoC路由算法设计与仿真

在研究Turn Model模型的基础上,提出一种基于2D Mesh结构的XY-YX路由算法,是一种确定性的无死锁的最短路径路由算法。给出无死锁的证明,通过片上网络（NoC）模拟仿真实验平台NIRGAM,将该算法在一个4×4的2D Mesh网络中进行仿真,并与XY路由算     

基于拥塞控制的片上网络多播路由算法

为了满足片上网络日益丰富的应用要求,多播路由机制被应用到片上网络,以弥补传统单播通信方式的不足。以Mesh和Torus类的片上网络为例,分析了基于路径的3种多播路由算法(即XY路由、UpDown路由和SubPartition路由算法),并研究了相应的拥塞控制策略。通过模拟实验表明,多播较单播通信具有更小的平均传输延时和更高的网络吞吐量,且负载分配均匀;特别是SubPartition路由算法随着规模增大效果更加明显;提出的多播拥塞控制机制,能更有效地利用多播通信,提高片上网络的性能。     

一种基于电压岛的NoC低能耗路由算法

针对基于电压频率岛的片上网络路由算法通信能耗高的问题,提出一种确定性路由算法.应用遗传算法综合考虑电压岛的电压和频率对能耗与延迟的影响,在满足时延约束的条件下得到能耗较低的确定性路由路径,降低通信能耗.通过对遗传算法罚函数的改进,减少通信热点.实验结果表明,与已有算法相比,该算法以少量的硬件开销为代价,可得到通信能耗和通信热点两方面的优化.     

基于双端口RNI的容错NoC架构

为解决片上网络中故障路由器与IP核的通信问题,设计一种低硬件开销的双端口资源网络接口,在传统2D-mesh结构基础上,通过添加部分链路,将每个IP核连接到2个路由器上,并针对该架构设计相应的容错路由算法。实验结果表明,该方案硬件开销较小、容错能力较强。     

低功耗片上网络路由器设计

针对片上网络路由器功耗问题,在系统级层次上对影响路由器功耗的虚通道数目、缓存深度和数据微片位数等关键因素进行了研究。提出了综合多种功耗关键因素以及虚拟通道共享交叉开关输入端口的功耗降低方法,设计实现了一种低能耗的NoC路由器。实验结果表明,与Alpha 21364路由器和IBM InfiniBand路由器相比,所设计的路由器具有较低的功耗。     

功耗限制下的NoC测试端口的优化选择方法

提出了一种NoC测试端口位置和数量的优化选取的方法,它在系统功耗限制的条件下,确定input/output端口的对数,以所有核测试路径总和最短为目标,优化选取NoC 测试端口的最佳位置。本方案在测试功耗不超过系统允许的最大功耗条件下,最大限度地选取测试端口的对数来进行并行测试,从而能高效地完成对核的测试,同时又能有效地避免因测试带来的器件损坏。实验结果表明这种方法提高了测试效率,降低了NoC的总体测试代价。     

基于对角互连网格拓扑结构的片上网络

对二维网格拓扑结构进行改进,给出对角互连的DMesh结构和对角互连且边界节点互连的DTorus结构,针对2种拓扑结构分别提出DXY路由算法和TDXY路由算法。仿真实验结果表明,DMesh和DTorus结构可以节省网络节点间的路由通道数,减少平均传输延迟,增加吞吐量,使路由路径更加多样化。     

基于PRDT的16节点NoC路由算法

网络结构对于片上网络系统的性能和功耗发挥着重要作用，PRDT(2,1)有着较低的网络直径和平均距离、常数的节点度以及良好的可扩展性，这些特点使其非常适于NoC。为了提高小规模PRDT的路由性能，该文提出了一种binary路由算法，当网络规模不大于16时，该算法无须使用虚拟通道即可实现无死锁路由，通过增加少量虚拟通道，可改进为完全自适应路由算法。对所提出的路由算法与原有的向量路由算法进行仿真比较，结果显示binary算法在硬件成本较低的同时，性能更为优异，完全可以应用于基于PRDT的小规模NoC网络。     

基于NoC系统级平面规划图的网格划分

常规基于片上网络(NoC)的网格划分没有考虑链路功耗,导致对具有内部链接结构的系统进行总功耗估计时会产生较大偏差。针对该问题,提出一种改进的网格划分方法,从IP核到路由的映射过程中产生相应NoC,并运用系统级平面规划图进行象征性网格划分。仿真结果表明,改进方法可降低链路功耗的同时,获得更低的总功耗和更小的碰撞区域。     

片上通信结构——共享总线和NoC的分析与比较

采用模块化方法对集中式仲裁共享总线和二维网格片上网络(Network on Chip,NoC)的硬件开销和延迟进行了数学上的分析。在此基础上,通过可综合Verilog代码对这两种片上通信结构在RTL级进行描述,并建立了这两种通信方式的周期准确级的功能验证和性能分析环境。结果表明,在同样工艺条件下,共享总线的面积与NoC相比相当小;但对于大规模片上系统通信,NoC的吞吐效率及带宽明显优于共享总线。